بتن پیش تنیده و کاربرد آن

در بتن های پس کشیده غیر چسبنده در مسیر عبور فولاد های پیش تنیده، غلاف توخالی در بتن هقرار داده می شود و عملیات بتن ریزی صورت می گیرد. از دو انتهای تیر معمولا دو ورق سرد یا هر وسیله ی مهاری مناسب قبل از بتن ریزی جایگذاری می شود و بعد از اینکه بتن به مقاومت لازم رسید، فولاد های پیش تنیده از داخل غلاف عبور داده می شود و توسط جک ها کشیده می شوند. برای جلوگیری از خوردگی فولاد ها، داخل غلاف روغن می ریزند.
در صورتی که پس از عملیات کشیدن فولاد ها، از درز های تعبیه شده داخل غلاف و اطراف فولاد های پیش تنیدگی جهت محافظت از فولاد و نیز ایجاد چسبندگی دوغاب سیمان پمپاژ شود به این نوع بتن پس کشیده شده، بتن پس کشیده چسبنده می گویند.

هدف اصلی از تولید بتن پیش تنیده شده کنترل تنش های کششی و ترک های ناشی از لنگر خمشی در اثر بارهای وارد در آن عضو می باشد.

 

مقایسه بتن پیش تنیده و بتن مسلح:

 

از نظر مواد مصرفی:

بتن پیش تنیده به دلیل اینکه بتن  و فولاد تحت تنش های بیشتری قرار دارند از مصالح با مقاومت بالا استفاده می شود.

 

از نظر بهره برداری:

از بتن های پیش تنیده برای دهانه های بزرگ و بارهای سنگین استفاده می شود عدم وجود ترک های دائمی باعث استفاده بهتر این سازه ها می شوند زیرا به خاطر وجود نیروی پیش تنیدگی با کاهش بار ترک ها بسته می شود.

 

از نظر دوام و ایمنی:

مقایسه بتن پیش تنیده و بتن مسلح از نظر دوام و ایمنی بستگی به طرح و اجرا دارد. در ساختمان هایی با بتن پیش تنیده، برای اطمینان بیشتر بتن و فولاد تحت تنش های بزرگی قرار میگیرد.

 

از نظر اقتصادی:

وزن ساختمان های بتن پیش تنیده نسبت به ساختمان های بتن مسلح کمتر است به دلیل میزان کمتر بتن چون از مقاومت تمام سطح مقطع بتن استفاده می شود و همچنین کاهش مقدار مصرفی فولاد زیرا فولاد های مصرفی مقاومت بالایی دارند.

 

انواع بتن از پیش تنیده:

1- بتن پیش کشیده و پس کشیده
2- بتن پیش تنیده کامل و پیش تنیده جزئی 

 

در تیرهای پیش کشیده در صورت وجود فولاد های معمولی و برشی در مقطع ابتدا آن ها را در جان خود قرار داده سپس فولاد های پیش تنیدگی در قالب قرار داده می شوند و عملیات بتن ریزی در قالب انجام می شود.

 

تیرهای بتنی پس کشیده شده:
 

پس کشیده چسبنده
پس کشیده غیر چسبنده
 

در بتن های پس کشیده غیر چسبنده در مسیر عبور فولاد های پیش تنیده، غلاف توخالی در بتن ها قرار داده می شود و عملیات بتن ریزی صورت می گیرد.

از دو انتهای تیر معمولا دو ورق سرد یا هر وسیله ی مهاری مناسب قبل از بتن ریزی جایگذاری می شود و بعد از اینکه بتن به مقاومت لازم رسید، فولاد های پیش تنیده از داخل غلاف عبور داده می شود و توسط جک ها کشیده می شوند.

برای جلوگیری از خوردگی فولاد ها، داخل غلاف روغن می ریزند.
در صورتی که پس از عملیات کشیدن فولاد ها، از درز های تعبیه شده داخل غلاف و اطراف فولاد های پیش تنیدگی جهت محافظت از فولاد و نیز ایجاد چسبندگی دوغاب سیمان پمپاژ شود به این نوع بتن پس کشیده شده، بتن پس کشیده چسبنده می گویند.

 

بتن پیش تنیده کامل:

سازه ای است که تحت تاثیر بارهای بهره برداری در هیچ نقطه ای از آن، تنش کششی وجود ندارد.

 

بتن پیش تنیده جزئی:

بر سازه های ترک خورده تحت بارهای بهره برداری گفته می شود.

 

وسایل و مواد لازم برای بتن پیش تنیده:

مواد تشکیل دهنده بتن پیش تنیده شده شامل بتن، فولاد های پیش تنیدگی و فولاد های غیر پیش تنیده معمولی که ممکن است در قسمت پیش تنیده تعبیه گردد.

 

بتن:

در سازه های پیش تنیده، بتن مصرفی باید مقاومت بالایی برخوردار باشد نسبت به بتن مصرفی در سازه های بتن مسلح این نوع بتن به دلیل قرار گرفتن تحت اثر نیرو های بزرگ تر هر چه کیفیت آن بهتر باشد، از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه تر است.

با استفاده از بتن با مقاومت بالا می توان ابعاد مقطع و در نتیجه وزن آن را کاهش داد. همچنین بتن با مقاومت بالا ضریب ارتجاعی بیشتری نسبت به بتن با مقاومت پایین دارد بنابراین برای کارهای پیش تنیده از بتن با مقاومت فشاری 28 روزه 300 تا 400 کیلوگرم بر سانتی متر مربع استفاده می شود.

 

ویژگی های فیزیکی فولاد های پیش تنیده:

مقاومت در برابر زنگ زدگی 
خاصیت ارتجاعی تا تنش های بسیار بالا
خاصیت خمیری در تنش های بسیار بالا
اتلاف تنش ناشی از خزش و سستی کم باشد
مقاومت کششی زیاد که امکان تنش زیاد در فولاد وجود داشته باشد
قطر کم همراه با سطح تماس خارجی بزرگ تر تا خاصیت چسبندگی با بتن بهتر شود
ضریب ارتجاعی بزرگ بعد از چسبیدن تندان ها (تندان های پس کشیده چسبنده)

 

انواع فولاد های  پیش تنیدگی:

1- مفتول(سیم)

2- رشته(کابل)

3- میله

 

مفتول های پیش تنیده:

مفتول ها هم در بتن پیش کشیده و هم در بتن پس کشیده مورد استفاده قرار می گیرند مفتول ها معمولا قطری بین 4 تا 8 میلی متر هستند.
در مراحل ساخت مفتول، ابتدا شمش فولادی را به صورت گره نورد کرده و به شکل میلگرد در می آورند و پس از سرد شدن، این میله ها را کشیده تا مقاومت آن افزایش یابد. پس از این مرحله آن ها را در مدت زمان معینی تحت حرارت قرار می دهند تا تنش های موجود آزاد شده به این فولاد، فولاد با سستی معمولی می گویند. سستی فولاد همان کاهش تنش در فولاد است تحت بار معین با درجه حرارت و طول ثابت. 
در صورتی که پس از عملیات کششی سرد و همزمان با اعمال حرارت جهت بهتر شدن خواص لاستیک فولاد و کاهش سستی آن به فولاد با سستی کم گویند.
این نوع فولاد برای کارهای پیش تنیده مناسب تر است.

 

کابل های پیش تنیده:

رشته یا کابل های پیش تنیده از به هم بافته شدن تعدادی مفتول به دور هم ساخته می شوند. رشته ها معمولا به صورت 7 یا 19 تهیه می شوند. نوع اول بیشتر قابل استفاده است. رشته ها همانند مفتول ها به صورت سستی معمولی یا سستی کم تهیه می شوند و تنش آن ها همانند مفتول ها اندازه گیری می شود.

 

میله های فولادی:

این میله ها با اضافه شدن آلیاژهای ویژه هنگام تولید فولاد و اصلاح سرد میلگردهای تولید شده تهیه می شوند و در پایان عملیات آزاد کردن تنش را بر روی آن انجام می دهند.

 

وسایل لازم پیش تنیدگی:

قالب های مخصوص برای تولید قطعه مورد نظر:
این قالب ها قطعات پیش کشیده باید در برابر صدمه و رطوبت ناشی از بخار دادن به بتن و لرزش ناشی از ویبراتورها مقاوم باشند.

تکیه گاه ها و بستر ویژه ی کارهای پیش کشیده:
برای اینکه در زمان بتن ریزی و قطع کردن فولاد های پیش تنیده، تنش درتندان ها ثابت باشد باید تندان ها را کشیده و به تکیه گاه مخصوص متصل کرد.

جک مخصوصی و پمپ هیدرولیک برای اعمال نیرو:
وجود عقربه ای بر روی پمپ نشان می دهد که فشار هیدرولیک با توجه به نیروی اعمال چگونه است و از این طریق مقدار نیرو مشخص می شود.

ویبراتورهای متصل به قالب جهت لرزش قالب ها:
این ویبراتورها متصل به قالب بر روی ریل های دو طرف قالب قرار می گیرند.

 

وسایل لازم برای کارهای پس کشیده:

پمپ فشار قوی برای تزریق دوغاب سیمان داخل غلاف

جک مخصوص و پمپ هیدرولیک جهت ایجاد نیرو در جک:
این جک ممکن است همانند جک کارهای پیش کشیده و یا نوع دیگر باشد.

غلاف هایی که قبل از بتن ریزی در مکان مشخص شده قرار می گیرند:
این غلاف ها باید به اندازه کافی نرم و در عین حال محکم باشند. نرم و از این جهت که بتوان آن ها را طبق شعاع لازم خم زد و محکم به این دلیل که در زمان بتن ریزی تغییر شکل ندهند.
برای کارهای پس کشیده از غلاف هایی با جنس پلی اتیلن استفاده می شود.