Co to jest sprężanie następcze (PT)?
Sprężanie następcze to metoda sprężania betonu, w której stalowe cięgna są naprężane po stwardnieniu betonu.
Jak działa sprężanie
Wytrzymałość betonu na rozciąganie wynosi tylko około 10% wytrzymałości na ściskanie, dlatego beton bez zbrojenia pęka pod obciążeniem. Sprężanie wprowadza ściskanie w miejscach, w których obciążenie powoduje rozciąganie. Rozciąganie od obciążenia musi najpierw zniwelować to ściskanie, zanim spowoduje pęknięcie betonu.
Jak działa sprężanie następcze
Cięgna to splot lub pręty, które leżą w kanałach osadzonych w betonie. Gdy beton stwardnieje do określonej wytrzymałości na ściskanie, siłownik hydrauliczny naciąga każde cięgno do ustalonej siły. Następnie siła przechodzi z siłownika na zakotwienie na końcu cięgna. W cięgnach ze splotów kliny chwytają każdy splot w płycie klinowej, która opiera się na zakotwieniu.
Najczęściej stosowany jest splot siedmiodrutowy według ASTM A416, gatunek 1860 MPa (270 ksi).
Cięgna związane i nieswobodne
W układzie związanym po naprężeniu do kanału wtłacza się zaczyn cementowy. Zaczyn jest chemicznie zasadowy, więc stal znajduje się w środowisku pasywnym. Wiąże on też cięgno wewnętrzne z konstrukcją. Cięgno nieswobodne nie jest związane na całej swojej długości. Przykładem jest pojedynczy splot smarowany, w osłonie z tworzywa sztucznego.
Puste przestrzenie w zaczynie
Nadmiar wody w kanale może powodować odsączanie wody (bleeding) i puste przestrzenie w zaczynie. Puste przestrzenie mogą zwiększać ryzyko korozji cięgna. Podręcznik FHWA opisuje badanie zainiektowanych cięgien przez wiercenie i użycie endoskopu lub sondy. Wymienia też termografię w podczerwieni, metodę echa uderzeniowego i opukiwanie jako inne sposoby wykrywania pustek.
Nawierzchnie sprężone na lotniskach
FAA AC 150/5320-6G stwierdza, że nawierzchnie sprężone były stosowane na lotniskach w ograniczonym zakresie. Cięgna sprężające utrzymują cały przekrój w ściskaniu. Pozwala to na cieńsze płyty i większe odstępy między szczelinami niż w nawierzchni betonowej niezbrojonej z dylatacjami. Naprawa i modernizacja urządzeń wbudowanych w nawierzchnię może być trudna. Metoda grubości nawierzchni sztywnych FAARFIELD nie ma zastosowania do tych nawierzchni.
Często zadawane pytania
- Jaka jest różnica między sprężaniem wstępnym a następczym?
- Różnica dotyczy momentu naprężania. Przy sprężaniu wstępnym splot jest naprężany przed betonowaniem, a po stwardnieniu betonu zwalniany. Przy sprężaniu następczym cięgna są montowane i naprężane po ułożeniu betonu i jego stwardnieniu do określonej minimalnej wytrzymałości na ściskanie.
- Jaka jest różnica między cięgnem związanym a nieswobodnym?
- Cięgno związane ma w kanale zaczyn, który wiąże cięgno z konstrukcją. Cięgno nieswobodne nie jest związane z betonem na całej długości. Przykładem jest pojedynczy splot smarowany, w osłonie z tworzywa sztucznego. Cięgna zewnętrzne traktuje się zwykle jako nieswobodne.
- Czy na lotniskach stosuje się nawierzchnie sprężone?
- Tak, ale w ograniczonym zakresie. FAA AC 150/5320-6G stwierdza, że nawierzchnie sprężone pozwalają na cieńsze płyty i większe odstępy między szczelinami niż nawierzchnia betonowa niezbrojona z dylatacjami. AC mówi też, że naprawa i modernizacja urządzeń wbudowanych w nawierzchnię mogą być w nich trudne.
Bibliografia
- fhwa-hif13026
- Post-Tensioning Tendon Installation and Grouting Manual (FHWA-NHI-13-026, Version 2.0) FHWA
- faa-ac-150-5320-6g
- AC 150/5320-6G, Airport Pavement Design and Evaluation FAA
To wpis referencyjny. TarmacView świadczy usługi inspekcji dronami i nie sprzedaje sprzętu ani materiałów opisanych w tym słowniczku.
