Ваш регион: Санкт-Петербург 12:58 Мск 11.12.2016
Информационно-аналитический сервис
строительного сообщества
Публикации
19.03.2014

Пост-напряженный бетон

Без железобетона современному строителю никуда. По некоторым данным, это самый популярный в мире стройматериал - ему можно придать практически любую форму, он достаточно дешевый в изготовлении, неприхотлив, прочен, в общем, имеет массу достоинств. Но есть и недостатки.

Обычный железобетон характеризуется высокой прочностью при сжатии, но низкой при растяжении. Говоря обывательским языком, бетонная балка трескается, если, к примеру, под влиянием своего веса или веса нагрузки, даст прогиб. В этом случае нижняя сторона этой балки будет испытывать растяжение (верхняя останется в сжатом состоянии, и ее это не касается) и может пойти трещинами даже при небольших величинах упомянутого прогиба.

Чтобы справиться с этим недостатком ученые изобрели способ напряжения (фактически, натяжения) арматуры, закладываемой в бетон. В этом случае знак напряжения, полученный в таком железобетоне, противоположен знаку напряжения от эксплуатационной нагрузки и практически полностью компенсирует последствия приложения этой нагрузки. Применение напряженных бетонов вызвало, без преувеличения, революцию в строительстве. Где только не использовался предварительно напряженный бетон - от железнодорожных шпал до реакторов АЭС. Но выявился и ряд недостатков.

Главным недостатком изделий из предварительно напряженного бетона стала их высокая себестоимость, т.к. большая часть этих изделий в нашей стране изготавливалась энергозатратным электротермическим способом. С ростом стоимости электроэнергии резко возросла и стоимость преднапряженного бетона, выпускаемого промышленным способом. Поэтому, по сравнению с советским временем, когда наблюдался подлинный расцвет этой технологии, выпуск преднапряженных конструкций упал более чем в 10 раз. Сказались и затраты на транспортировку изготовленных в заводских условиях изделий на стройплощадку.

Но жизнь не стоит на месте, и на смену моде на предварительно напряженный бетон уже торопится пост-напряженный бетон, который во многом лишен этого главного недостатка.

Создатели технологии пост-напряженного бетона уверяют, что такой железобетон сочетает достоинства преднапряженного бетона и того бетона, который заливается "на месте" по стандартной технологии. При использовании технологии пост-напряженного бетона напряжение арматуры для каждого конкретного участка рассчитывается непосредственно для каждого проекта здания или сооружения. Фактически за счет напряжения арматуры производится укрепление зон, где на изделие будут действовать силы растяжения (зоны уязвимости), а там, где будут преимущественно силы сжатия и бетон "справится сам", напряжение арматуры будет снижено.

51ec32e98190de054c493aa275630cd5.png

Рис. 1. Силы растяжения при использовании обычного железобетона при нагрузке

4bf2f7d33f04e7ca9499a9da924ab08d.png

Рис. 2. Силы растяжения при использовании пост-напряженного железобетона при нагрузке. Зеленым показа прокладка арматуры. Обратите внимание, на отклонение траектории прохождения арматуры от прямой линии (показана пунктиром) в точках, где действуют силы растяжения.

Точные траектории прохождения арматуры определяются согласно инженерным расчетам. Обратите внимание, что сама арматура для повышения коррозионной устойчивости помещается в защитное покрытие.

За счет использования технологий пост-напряженного бетона можно, по разным оценкам, сэкономить до 20% и даже до 40% арматуры и бетона. Кроме этого снижается общий вес зданий, перекрытия становятся тоньше, а значит, возрастает и скорость производства строительных работ. Повышается даже сейсмоустойчивость зданий и сооружений из такого бетона. Особенно большую популярность новые технологии приобрели у дизайнеров и архитекторов - еще бы, гораздо большая свобода для творчества вследствие уменьшения толщины конструктивных элементов и пропорционального увеличения внутреннего пространства.

Но вернемся к технологии производства работ. Арматура для пост-напряженных бетонных изделий изготавливается из одного или нескольких кусков (нитей) специальной преднапряженной стали. Каждая нить имеет на конце зацеп. Иногда зацепы устанавливаются и в середине изделия. Диаметр сечения этих стальных нитей, как правило, составляет 1,3 - 1,5 см. Понятно, что сталь, используемая в нитях, должна быть очень прочной и хорошо растягиваться. Для повышения надежности нити арматуры укладывают в пучки.

Напряжение к нитям арматуры прикладывается после заливки поробетона с требуемыми физико-механическими и эксплуатационными свойствами. Сначала бетон должен набрать необходимую прочность. Обычно, не менее 75% от заданной прочности, это указано в проектной документации.

Натяжение нитей достигается за счет использования гидравлического домкрата. По крайней мере, один конец каждой нити с зацепом должен быть выведен за край плиты для приложения усилий. В месте выхода нити устанавливается пластмассовый стакан (см. Рисунок 3).

24fae17a0649ca3720c4fc3825307056.png

Рис. 3. Пластмассовый стакан

Усилия, прикладываемые к арматуре, достаточно высоки, чтобы повредить структуру изделия или даже привести к травмам людей, осуществляющих операцию натяжения, если установка домкратов произведена не должным образом. Поэтому работники, производящие действия по пост-натяжению, должны пройти независимую программу сертификации в соответствующем обучающем центре.

Натяжение арматуры производится с силой, равной 80% от прочности стали на разрыв. Если такая сила натяжения будет достигнута, арматура сохранит свое напряженное состояние в бетоне. Зацепы на концах нитей арматуры предназначены для поддержания постоянного усилия, чтобы сохранить сталь в натяжении, а бетон - сжатом состоянии.

По окончании работ производится измерение характеристик напряжения каждой стальной нити.

  0
  4524
Темы
Актуально
Ремонтируем кожаную мебель своими руками
02.12 Ремонтируем кожаную мебель своими руками
Советы по реставрации кожаной мебели, которые избавят вас от необходимости в новых покупках и при этом восстановят предметы обихода.
 
  3141
Декоративная штукатурка - яркая одежда вашего дома
02.12 Декоративная штукатурка - яркая одежда вашего дома
Разнообразие фактур, палитр и оттенков дарит вашему жилищу такой отделочный материал, как декоративная штукатурка.
 
  2608