1 . CZĘŚĆ TEORETYCZNA

KONSTRUKCJE SPRĘŻONE są to konstrukcje z betonu zbrojone cięgnami , których wstępny naciąg wywołuje trwałe naprężenie w betonie ( dodatkowe naprężenia ściskające w strefie rozciąganej ) .

Można je generalnie podzielić na :

A . Konstrukcje strunobetonowe w których naciąg cięgien następuje przed zabetonowaniem , a siły naciągu są przekazywane na beton przez przyczepność . Przykłady elementów strunobetonowych : podkłady kolejowe , dźwigary dachowe ( do 12 m ) , belki stropowe , belki mostowe ( mniejszych rozpiętości ).

B . Konstrukcje kablobetonowe w których naciąg cięgien następuje po osiągnięciu przez beton odpowiedniej wytrzymałości , a siły naciągu są przekazywane na beton przez zakotwienie mechaniczne . Przykłady elementów z kablobetonu : dźwigary kratowe , dźwigary łukowe , belki mostowe .

Materiały stosowane do konstrukcji sprężonych muszą posiadać odpowiednie określone normowo odpowiednie parametry :

1. BETON

• Minimalna klasa betonu

• strunobeton B37

- kablobeton B30

• Kruszywo

• bazaltowe ewentualnie granitowe o pełnym stosie okruchowym bez frakcji pylastej ( płukane) .

• Cement

- portlandzki bez dodatków

• Woda

- najlepiej pitna bądź przebadana laboratoryjnie

2. ZACZYN INIEKCYJNY

• Zadania do spełnienia

• zabezpieczenie przed korozją zbrojenia czynnego

• powoduje przyczepność między cięgnami i betonem

• Wymagania dla iniekcji

• musi kompletnie wypełniać przewody kablowe bez pozostawienia jakichkolwiek pustek ,

• sedymentacja cementu max 3 %

• cement do iniekcji musi być cementem portlandzkim bez dodatków i nie może zawierać żadnych szkodliwych związków ( chlorku wapnia , żużli ) ,

• woda musi być zdatna do picia ( żadnych soli ) ,

• wytrzymałość ( zaczynu ) po 28 dniach nie mniejsza od 25 MPa

• kable sprężające muszą mieć odpowiednie na swoich końcach zabezpieczenia pozwalające utrzymać ciśnienie iniekcji ,

• należy stosować taki plastyfikator , który ma właściwości uplastyczniające zaczyn , opóźniający wiązanie , nieznacznie ekspansywny , oczywiście posiadający atest .

• Badania laboratoryjne zaczynu

• badanie stabilności zaczynu ( sprawdzenie sedymentacji ) ,

• badanie ciekłości ( stożek Marsha ) ,

• początek i koniec wiązania ( aparat Vicata ) ,

• kontrola wytrzymałości zaczynu cementowego ( po siedmiu i 28-miu dniach ) na próbkach 4x4x16 cm ,

• badanie absorpcji kapilarnej ( pochłaniania wody ) ,

• badanie skurczu ,

• mrozoodporności ,

• Ogólne zalecenia

• cement portlandzki C 350 bez domieszek ,

• zalecane w/c w granicach od 0,30 do 0,45 ,

• możliwe użycie plastyfikatorów - wagowo od 1/50 do 1/100 w stosunku do masy cementu ,

• można stosować spulchniacze np. proszek aluminiowy ( 4 gramy na 100 kg cementu ) ,

• nie wolno prowadzić iniekcji w temperaturze poniżej +5^oC ,

• ciśnienie tłoczonego zaczynu nie może przekraczać 20 atmosfer ,

• przy dużych rozpiętościach zaczyn można wtłaczać z dwóch stron mając jednak pewność , że dotrze wszędzie ,

3. STAL ZWYKŁA ( PASYWNA )

• zakres od A0 do AIIIN

• zazwyczaj stosujemy jednak stal żebrowaną

• ważnym parametrem jest wytrzymałość zmęczeniowa stosujemy np. 18G2 a nie 34GS

4. STAL SPĘŻAJĄCA ( AKTYWNA )

• charakteryzuje się dużą wytrzymałością ( około 4 do 5 razy wyższą niż stal zwykła ) sprężająca 1300 - 2000 MPa

zwykła 300 - 500 MPa

• dużą odkształcalnością doraźną ( sprężystością )

• skład chemiczny - stal wysokowęglowa ( czyli duży udział węgla )

C = 0,9 % M_n = 0,3 - 0,6 % Si = 0,25 % S = 0,035 % P = 0,035 %

• rodzaje stali sprężającej

stal wysokowęglowa - przeciągana na zimno , może być hartowana ( w temperaturze 800 - 400^oC , powoli chłodzona ) stal stopowa - walcowana na gorąco

• bardzo wrażliwa na wysoką temperaturę ( pożary , nie wolno upalać stali sprężającej )

• dużo bardziej wrażliwa na korozję

• nie posiada wyraźnej granicy plastyczności i sprężystości - dlatego granica umowna ( uzależniona od trwałego odkształcenia stali ) . Umowna granica plastyczności - jest to taki poziom naprężeń , że po zdjęciu obciążenia trwałe odkształcenia są równe 0,2 % . Umowna granica sprężystości - jest to taki poziom naprężeń , że po zdjęciu obciążenia trwałe odkształcenia są równe 0,01 % .

f_p0,1k - naprężenia przy których trwałe odkształcenia są równe 0,1 %

Miarę plastyczności stali stanowi graniczne odkształcenie przy zerwaniu
.

Miarą odkształcalności stali jest współczynnik sprężystości E określany dla przedziału ( 0,1 - 0,6 ) f _p , który dla stali sprężającej wynosi 190 GPa .

2. DOŚWIADCZENIE

Doświadczenie ma na celu określenie wytrzymałości stali na rozciąganie .

Badanie polegało na osiowym rozciąganiu pręta ze stali sprężającej , którego wydłużenie odczytywano przy każdej zmianie wartości siły , aż do osiągnięcia wartości siły zrywającej . Na podstawie uzyskanych wyników sporządzono wykres zależności naprężeń od odkształceń , można określić f_p0,1k , wyznaczyć moduł Younga , wielkość siły zrywającej .

baza pomiarowa 30 cm

dokładność pomiarów wydłużenia do 0,01mm

pręt o średnicy 5 mm

WYNIKI DOŚWIADCZENIA

1

3

---