Different types of prestressed concrete
Prestressed concrete gets its name from the fact that it takes the compressivestresses imposed by appropriately arranged steel tendons in the form of rods and strands (pretensioned concrete) or cables (post-tensioned concrete). Prestressed concrete elements are manufactured only in precast concrete plants and delivered to the construction site as a finished product. The tendons are tensioned in a special frame, which is then filled with a specially designed concrete mix. Once the concrete has achieved sufficient compressive strength, the tension is released to transfer the stress to the concrete. Post-tensioned concrete structures, however, are done directly on site. There are bonded and unbonded post-tensioning systems; yet in both of them the cables are tensioned once the concrete hardens. The tendons with anchorages are either threaded through ducts in the concrete or greased and encased in a special sleeve.
Advantages of prestressed concrete structures
Compared with conventional reinforced concrete, prestressed concrete gives the structure a greater strength, tightness, rigidity and scratch resistance. It helps to produce lighter and more slenderlong-span structures. It is also particularly resistant to external factors. Another advantage of prestressing is that precast concrete products can be quickly and easily installed. Because of the smooth surface of prestressed flat slabs, in many cases there is no need to plaster the lower part of them. In the long term, taking into account building and maintenance costs, the use of prestressed concrete can often be a cheaper solution.
A variety of applications in the construction industry
Pretensioned concrete is used to produce prefabricated structural components such as lintels, load-bearing beams, poles, slab floors, railway sleepers or tram rail plates. Prestressed concrete slabs appear to be a good alternative for both residential, industrial and public buildings. Post-tensioned concrete, in turn, is used mainly in the construction of roof girders as well as bridges and flyovers.
To sum up, the use of prestressed concrete technology allows both developers and investors to create modern, varied and sometimes complex structures, while saving their time and money.
Magdalena Marcinkowska
GLOSSARY:
prestressed concrete – beton sprężony
construction site – plac budowy [on site – na budowie]
admixture – domieszka
tensile strength – wytrzymałość na rozciąganie
compressive stress – naprężenie ściskające
tendon – cięgno
strand – tu: splot (drutów)
pretensioned concrete – strunobeton
post-tensioned concrete – kablobeton
compressive strength – wytrzymałość na ściskanie
anchorage – miejsce na zakotwiczenie, zamocowanie
duct – kanał, przewód
to grease – smarować [grease – smar, tłuszcz]
tightness – szczelność [airtightness – nieprzepuszczalność powietrza, watertightness – nieprzepuszczalność wody]
scratch – tu: rysa, zadrapanie
slender – tu: smukły
precast [also prefabricated, prefab] – prefabrykowany
prestressed flat slab – płyta struno-betonowa
to plaster – tu: tynkować
lintel – nadproże
load-bearing beam [also structural beam] – belka nośna
pole – tu: żerdź, słup, pal
railway sleeper [also AmE railway tie, railroad tie, crosstie] – podkład kolejowy
public building – budynek użyteczności publicznej
girder – dźwigar
flyover – wiadukt
© Dwight Smith – Fotolia.com
Tłumaczenie
Beton sprężony – dlaczego znów wraca do łask?
Beton to materiał konstrukcyjny, który spotkamy właściwie na każdym placu budowy. W zależności od rodzaju oraz proporcji składników mieszanki, uzyskuje się różne rodzaje betonu. Dodatkowo nowe technologie, nowoczesne domieszki i dodatki mineralne pozwalają na ciągłe udoskonalanie jego właściwości. Przykładem jest choćby beton sprężony, którego zastosowanie umożliwia wyeliminowanie podstawowej słabości betonu, jaką jest niedostateczna wytrzymałość na rozciąganie. Technologia ta została opracowana w 1928 roku przez Eugène Freyssineta. Dziś beton sprężony jest powszechnie stosowanym rozwiązaniem konstrukcyjnym.
Różne rodzaje betonu sprężonego
Beton sprężony swoją nazwę zawdzięcza siłom ściskającym, jakie wprowadza się do niego za pomocą odpowiednio rozmieszczonych stalowych cięgien w formie prętów i splotów (strunobeton) lub kabli (kablobeton). Strunobetonowe elementy konstrukcyjne produkowane są wyłącznie w zakładach prefabrykacji, a na budowę dostarczane są jako gotowy produkt. Cięgna naciąga się w specjalnej formie, po czym wypełnia się ją mieszanką betonową o starannie dobranej recepturze. Po osiągnięciu odpowiedniej wytrzymałości na ściskanie, naciąg usuwa się, a siła sprężająca przekazana zostaje na beton. Konstrukcje kablobetonowe wykonywane są natomiast bezpośrednio na budowie. Wyróżnia się systemy przyczepnościowe lub bezprzyczepnościowe, jednak w obu przypadkach kable naciąga się po stwardnieniu betonu. Cięgna wyposażone w zakotwienia przeciąga się przez kanały w betonie lub pokrywa smarem i specjalną osłonką.
Zalety konstrukcji sprężonych
W porównaniu z tradycyjnym betonem zbrojonym, beton sprężony nadaje konstrukcji większą wytrzymałość, szczelność, sztywność, a także odporność na zarysowania. Pozwala na budowę lżejszych i smuklejszych konstrukcji o dużej rozpiętości. Ponadto jest szczególnie odporny na działanie czynników zewnętrznych. Dodatkowym atutem technologii sprężania jest szybkość i wygoda montażu gotowych elementów prefabrykowanych. Ze względu na gładką powierzchnię płyt strunobetonowych, w wielu wypadkach nie ma nawet konieczności tynkowania ich dolnej warstwy. W dłuższej perspektywie, biorąc pod uwagę koszty budowy i późniejszej eksploatacji, zastosowanie konstrukcji sprężonej może okazać się również tańszym rozwiązaniem.
Różnorodne zastosowanie w budownictwie
Strunobeton stosowany jest do wyrobu prefabrykowanych elementów konstrukcyjnych, takich jak nadproża, belki nośne, żerdzie, stropy, podkłady kolejowe czy płyty tramwajowe. Płyty strunobetonowe sprawdzają się zarówno w budownictwie mieszkalnym, przemysłowym, jak i użyteczności publicznej. Z kolei kablobeton wykorzystywany jest przede wszystkim w konstrukcji dźwigarów dachowych, a także mostów i wiaduktów.
Podsumowując, zastosowanie technologii sprężonego betonu umożliwia zarówno architektom, jak i inwestorom realizację nowoczesnych, różnorodnych i niekiedy skomplikowanych konstrukcji, jednocześnie oszczędzając ich czas i pieniądze.
