تاریخچه ساخت بتن پیش تنیده
یوجین فریسینه در سال ۱۹۳۶ اظهار داشت که موفق به ساخت یک ماده ساختمانی کاملاً نوین شده است. این ماده ساختمانی، تحت عنوان بتن پیش تنیده، نوعی از بتن آرمه است که در آن آرماتور فولادی با تکیه بر بتن کشیده شده است. حاصل این عمل کشش، یک سیستم تنش داخلی خود-متعادل است (تنشهای کششی در فولاد و تنشهای فشاری در بتن)، که باعث بهبود عملکرد بتن در مقابل بارهای وارده میشود.
بتن مادهای است که شکل قالب را به خود میگیرد و علاوه بر این، مصالحی با دوام، مقاوم در برابر آتشسوزی، اقتصادی و قوی و شکل پذیر در فشار است. معذالک همین ماده ساختمانی در کشش ضعیف و ترد است.
اگر یک عضو بتنی با مقاومت فشاری ۳۵MPA تحت کشش محوری قرار گیرد، وقتی که تنش متوسط وارده به حدود ۲MPA میرسد بتن ترک میخورد. علاوه بر کوچکی، مقدار مقاومت کششی بتن تا اندازهای غیرقابل پیش بینی است و همراه با تغییر شکل بسیار کمی قبل از گسیختگی میباشد.
اگر آرماتورهای طولی در این عضو بتنی کار گذاشته شوند، رفتار کششی آن تا حد زیادی بهبود مییابد. برای مثال اگر ۱/۵% از آرماتور ۴۰۰MPA بکار رود (یعنی حدوداً ۱۲۰KG آرماتور در هر متر مکعب بتن)، رفتاری مشابه تصایر زیر حاصل میگردد. به جای به مجرد وقوع اولین ترک، عضو تا وقتی که آرماتورهای عبوری از ترکها جاری شوند، به باربری خود ادامه خواهد داد. چون در حال حاضر انرژی زیادی برای گسستن عضو مورد نیاز است. (کار لازم برابر سطح زیر منحنی به ازای واحد حجم عضو است)، میتوان قطعه را در شرایط کنونی یک عضو شکلپذیر سفت نامید. معذالک در اثر ترک خوردگی، کاهش قابل توجهی در سختی عضو حاصل میشود.
اگر عضو مورد بحث حدود ۴۰KG/m آرماتور فولادی و ۲۰KG/m فولاد پیش تنیدگی با مقاومت بالا داشته باشد، رفتار نشان داده شده در شکل حاصل میگردد. ۰/۲۵% فولاد پیش تنیدگی موجود، بتن را قبل از اعمال بار خارجی تحت پیش فشردگی قرار میدهد. این پیش فشردگی سبب افزایش قابل توجه بار خارجی لازم جهت ترک دهندگی بتن میشود و درنتیجه عضوی قوی، سفت و سخت حاصل میگردد.
بنیانگذار بتن پیش تنیده شخصی فرانسوی بود به نام یوجین فریسینه، وی در سال ۱۹۲۸ شروع به استفاده از سیمهای فولادی با مقاومت بالا برای پیشتنیدگی بتن کرد. تلاشهای قبلی برای تولید بتن پیش تنیده به کمک آرماتورهای با مقاومت معمولی با شکست مواجه شده بودند.
پس از پیش فشردگی، بتن به علت پدیده خزش به کاهش طول در اثر مرور زمان ادامه میدهد. از دست دادن رطوبت در اثر گذشت زمان نیز باعث کوتاه شدن بتن میشود که جمعشدگی نام دارد. خزش و جمع شدگی تواماً باعث کوتاهشدگی بتن معادل کرنش حدود ۰/۰۰۱ میشوند. به کمک فولاد با مقاومت معمولی ممکن نبود بتوان فولاد را در عملیات پیش تنیدگی بیش از کرنشی معادل ۰/۰۰۱۵ تحت کشش قرار دا. بنابراین در اثر مرور زمان قسمت اعظم این پیشکشیدگی در فولاد از بین میرفت. حال آنکه سیمهای فولادی با مقاومت بالا را میتوان تا ۰/۰۰۷ افزایش طول داد، بنابراین حتی با افتی معادل ۰/۰۰۱ هنوز اکثر نیروی پیشتنیدگی فولاد باقی خواهد ماند.
جهت کاهش افتهای ناشی از خزش و جمعشدگی و امکان ایجاد مقادیر بالای پیش تنیدگی، فریسینه پیشنهاد کرد که نه تنها از فولاد با مقاومت بالا، بلکه از بتن با مقاومت بالا نیز استفاده شود. در یک نمایش دراماتیک از امکانات بتن پیش تنیده، فریسینه در سال ۱۹۳۶ در لندن فشار داخلی برابر ۱۴MPA (معادل ۱۳۷۰ متر ارتفاع ستون آب) را به یک لوله بتن پیش تنیده پر از آب وارد کرد. لوله مورد نظر توانست، قبل از هرگونه نشتی، فشاری معادل ۱۰ برابر فشاری که همان لوله از جنس بهترین بتن آرمه و با همان ابعاد میتوانست تحمل کند را حمل نماید. بدین ترتیب انقلاب در روش کاربرد بتن نام مناسبی بود که فریسینه برای سخنرانی خود انتخاب کرده بود.
بعد از کار اصیل فریسینه، کاربرد بتن پیش تنیده در اروپا و امریکای شمالی فزونی گرفت. در زمانیکه اولین کنفرانس بتن پیش تنیده در امریکا در سال ۱۹۵۱ آغاز شد تقریباً ۱۷۵ پل بتن پیش تنیده و ۵۰ قاب ساختمانی بتن پیش تنیده در اروپا و قریب ۷۰۰ مخزن آب بتن پیش تنیده در امریکای شمالی ساخته شده بود.
دو روش متفاوت برای پیش تنیدگی بتن ابداع گردید: پس کشیدگی و پیش کشیدگی
هویر مهندس آلمانی پیش کشیدگی را بعنوان یک روش عملی در سال ۱۹۳۸ بنیاد نهاد. از زمان این فعل و انفعالات اولیه، بتن پیش تنیده به رشد خود ادامه داده بطوریکه هم اکنون تبدیل به یک صنعت چند بیلیون دلاری در امریکای شمالی گشته است. در حال حاضر تقریباً سالانه ۵۰۰۰۰ تن فولاد پس کشیدگی و حدود ۲ میلیون متر مکعب بتن پیش ساخته پس کشیده در امریکای شمالی به مصرف میرسد.قریب ۶۵% محصولات پیش ساخته، عناصر سازهای پلها و ساختمانها هستند و بقیه، عناصر پیش ساخته معماری میباشند.
2 دیدگاه. ارسال دیدگاه جدید
سلام.وبسایت خیلی خوب و جامعی
دارید.ممنون
ما در زمینه درب های ضد
سرقت و ضد حریق فعالیت می کنیم.خوشحال میشوم از وبسایت ما دیدن کنید
تو زمینه ای که فعالیت میکنید جزو بهترین سایت ها هستید.