Что такое бетоны напрягающие?

От обычных железобетонов бетоны напрягающие отличаются тем, что арматура в них находится в напряжённом состоянии. В таких изделиях сочетается высокая прочность бетона на сжатие с высокой прочностью металла на растяжение.

 

Это достигается тем, что перед заливкой бетона и в процессе его застывания металлические стержни (арматура) находятся в растянутом состоянии. Существует три способа создания предварительного растягивающего напряжения арматуры: механический, электротермический и комбинированный, то есть, использующий одновременно оба указанных способа. Принцип механического растяжения понятен: растягивающую нагрузку на арматуру создают с помощью домкратов и в таком состоянии заливают форму бетоном. После того, как бетон застынет, растягивающую нагрузку с арматуры снимают.

При электротермическом способе, арматуру разогревают проходящим через неё электрическим током, после чего, продолжая нагрев, форму заливают бетоном. Так как металл имеет очень прочное сцепление с застывшим бетоном, то после снятия нагрузки арматура начинает сжиматься и под действием сил сжатия вся конструкция переходит в напряжённое состояние. Такой железобетон, в отличие от обычного, хорошо "работает" и в условиях значительных растягивающих нагрузок. Теперь, растягивающая нагрузка, возникающая в процессе эксплуатации сооружения, может частично или полностью компенсировать внутреннее сжимающее напряжение, и конструкция оказывается в ненагруженном состоянии. В качестве арматуры применяют прочную высоколегированную сталь. Для придания прочности сталь могут закалить или подвергнуть термической обработке.

Если вместо стальной арматуры применить стальной трос, то можно создавать напряжённые железобетонные изделия значительных размеров. Для этого применяют два метода в зависимости от того производят ли натяжение до укладки бетона или после того, как бетон застыл. В обоих случаях трос натягивают с помощью домкратов. В первом варианте трос, находящийся внутри опалубки, растягивают между двумя упорами. В опалубку заливают бетон и после его застывания снимают нагрузку. Второй вариант используют для соединения готовых железобетонных конструкций (например, сегментов мостовых пролётов). Трос помещают в тонкостенную трубу (металлическую или пластиковую), растягивают домкратами и закрепляют между скрепляемыми конструкциями. После чего в трубу закачивают жидкий бетон. Соединяя таким способом отдельные элементы конструкции можно создавать натяжение для изделий сложной формы.

 

Напряжённый железобетон используют в наиболее ответственных строительных конструкциях. Из него можно изготавливать балки для больших пролётов, так как они будут иметь значительно меньший прогиб, чем балки из обычного армированного бетона. Он незаменим для перекрытий в высотных зданиях или защитных оболочек ядерных реакторов. Эти изделия применяют в сооружениях, расположенных в сейсмически опасных районах, и объектах с повышенной взрывоопасностью.