كيف يتم تصنيع الخرسانة سابقة الإجهاد؟

يمكن أن تتم عملية الخرسانة سابقة الإجهاد إما من خلال الشد المسبق أو الشد اللاحق.

الخرسانة سابقة الشد:

تشتمل الخرسانة سابقة الإجهاد على إجهاد الأسلاك أو الكابلات عن طريق تثبيتها في نهاية شكل معدني قد يصل طوله إلى 120 مترًا. تقوم الرافعات الهيدروليكية بالضغط على السلك حسب الحاجة، وغالبًا ما تضيف 10% لاستيعاب الزحف وغيرها من خسائر ما قبل الإجهاد التي قد يتم تكبدها. يتم بعد ذلك تثبيت القوالب الجانبية ووضع الخرسانة حول الأسلاك المشدودة. تتصلب الخرسانة وتنكمش، وتمسك بالفولاذ على طوله، وتنقل التوتر من الرافعات لممارسة قوة ضغط في الخرسانة.

بمجرد وصول الخرسانة إلى القوة المطلوبة، يتم تحرير الأسلاك المشدودة من الرافعات. يمكن تحقيق قوة خرسانة نموذجية تبلغ 28 نيوتن/مم2 عن طريق المعالجة بالبخار لمدة 24 ساعة، بالإضافة إلى استخدام المواد المضافة. لإنشاء أعضاء أقصر، يمكن وضع لوحات التقسيم في أي نقطة على طول العضو والتي، عند إزالتها، تسمح بقطع الأسلاك.

الخرسانة سابقة الشد بعد الشد:

تتبع الخرسانة سابقة الشد الطريقة العكسية للشد المسبق، أي أنه يتم صب العضو الخرساني ويحدث الإجهاد المسبق بعد تصلب الخرسانة. تُستخدم هذه الطريقة غالبًا عندما يتم تنفيذ الإجهاد في الموقع بعد صب أحد المكونات في الموقع أو حيث يتم ربط سلسلة من الوحدات الخرسانية مسبقة الصب معًا لتشكيل العنصر المطلوب. يمكن وضع الأسلاك أو الكابلات أو القضبان في الوحدة قبل صب الخرسانة، ولكن يتم منع الالتصاق بالخرسانة باستخدام قناة مرنة أو غلاف مطاطي يتم تفريغه من الهواء وإزالته عندما تتصلب الخرسانة. يتم تنفيذ الإجهاد بعد معالجة الخرسانة عن طريق الرافعات الهيدروليكية التي تعمل من أحد طرفي العضو أو كليهما. نظرًا للضغوط المحلية العالية في مواضع التثبيت، فمن الشائع أن يتم تضمين التعزيز الحلزوني (الحلزوني) في التصميم. عند الوصول إلى الضغط المطلوب، يتم تثبيت السلك أو الكابلات للحفاظ على الإجهاد المسبق. يتم إغلاق أطراف الوحدة بملاط أسمنتي لمنع التآكل بسبب أي رطوبة محاصرة وللمساعدة في توزيع الضغط. تعتمد المراسى المستخدمة في مرحلة ما بعد الشد على ما إذا كان سيتم الضغط على الأوتار بشكل فردي أو كمجموعة. تستخدم معظم الأنظمة شكلاً من أشكال الأوتاد أو الفكوك المخروطية المنقسمة التي تعمل ضد شكل من أشكال المحمل أو لوحة الضغط.

هناك العديد من أنظمة ما بعد الشد المختلفة. على سبيل المثال، يتيح نظام Freyssinet إمكانية شد خيوط الشد في وقت واحد باستخدام مقابس شد الثقب المركزي، المثبتة بواسطة فكوك مدببة. هذا مناسب لعناصر الإجهاد المسبق التي يصل طولها إلى 50 مترًا. من ناحية أخرى، يتضمن نظام ماكالوي تطبيق الضغط على الخرسانة عن طريق قضيب صلب، يبلغ قطره عادة 25-75 ملم. يتم تثبيت الشريط عند كل طرف بواسطة صمولة خاصة يتم تثبيتها على لوحة النهاية لتوزيع الحمل.

ما هي مزايا وعيوب الخرسانة سابقة الإجهاد؟

تشمل مزايا الخرسانة سابقة الإجهاد ما يلي:

• يتم استخدام قوة الضغط المتأصلة في الخرسانة إلى أقصى حد.
• يتم استخدام سبائك الفولاذ الخاصة المستخدمة لتشكيل أوتار الإجهاد إلى أقصى حد.
• يتم التخلص من شقوق التوتر، مما يقلل من خطر تآكل مكونات الفولاذ.
• يتم تقليل ضغوط القص. بالنسبة لأي فترة وحالة تحميل معينة، يمكن تحقيق انخفاض في الوزن من خلال استخدام مكون ذي مقطع عرضي أصغر.
• يمكن تشكيل العضو المركب من خلال ضم وحدات خرسانية فردية مسبقة الصب معًا.

تشمل عيوب الخرسانة سابقة الإجهاد ما يلي:

• مطلوب درجة عالية من الصنعة والتحكم.
• تعتبر سبائك الفولاذ الخاصة أكثر تكلفة من الفولاذ التقليدي المستخدم في الخرسانة المسلحة.
• هناك حاجة إلى معدات باهظة الثمن وهناك متطلبات سلامة معقدة.