Mis on eelpingestatud betoon?

Eelpingestatud betoon on kombinatsioon ülitugevast betoonist ja terasest kiududest. See kombinatsioon teeb väga tugeva konstruktsioonimaterjali, mida kasutatakse katuseplaatide, sillatalade ja raudteesidemete ehitamisel. Eelpingestatud betooni leiutas ja patenteeris 1886. aastal San Francisco insener Henry Jackson. Seda tüüpi betoon sai terasepuuduse tõttu Euroopas populaarsemaks materjaliks pärast II maailmasõda. 1951. aastal Pennsylvanias Philadelphias ehitatud Walnut Lane’i mälestussillast sai esimene seda tüüpi materjalist ehitis Ameerikas.

Tavaline betoontala, isegi ilma koormata, näeb vaeva oma raskuse kandmisega. Kui tala kaalule lisandub hoolduskoormus, tekivad sellele karvapraod. Aja möödudes muutuvad need praod suuremaks ja lõpuks betoon mureneb. Õhukesed betoonpadjad kipuvad lisaraskuse lisamisel kummarduma, mille tulemuseks on kodu nihkumine. Nende muudatuste tõttu leiutati eelpingestatud betoon.

Eelpingestatud betooni saab luua kahe erineva meetodiga; eelpinge ja järelpinge. Eelpingutusmeetod hõlmab suure tõmbetugevusega teraskiudude venitamist betoonivalu voodi mõlemas otsas asuvate tugipostide vahel. Pärast kiudude õpetamist valatakse betoon peenardesse, kus see ümbritseb ja haakub kiududega. Kui betoon on kuivanud, on see terasega seotud. Pärast seda, kui betoon on saavutanud soovitud tugevuse, vabastatakse kiud, mille tulemusena tekib betoonile kerge kaar, mis muudab selle vastupidavamaks rasketele koormustele.

Seda tüüpi betooni kasutamiseks erinevates konstruktsioonides on mitu põhjust. Talad on valmistatud eelpingestatud betoonist, nii et need taluvad pinget ilma pragudeta. Vaia on eelpingestatud, et see ei laguneks raskete transpordi- ja sõidujõudude mõjul. Sambad on valmistatud eelpingestatud betoonist, nii et need ei paindu suure koormuse mõjul. Õhukesed betoonpadjad on eelpingestatud, et vältida nende kummardumist normaalkaalu all.

Eelpingestatud betooni valmistamine järelpingutusmeetodil hõlmab surve rakendamist pärast betooni valamist ja kõvenemist. Betoon valatakse ümber kõvera kanali, millest on läbi jooksnud teraskiud. Kõvenemisel pingutatakse kiududele hüdrauliliste tungraudade abil. Seejärel kiilutakse kiud oma kohale, nii et pärast hüdrauliliste tungraudade eemaldamist jääb pinge püsima.

Järelpingutusmeetodil loodud betooni kasutatakse monoliitsete plaatidena majades, mis asuvad ekspansiivse pinnasega piirkondades, nagu näiteks savi. Seda tüüpi betooni kasutatakse ka konstruktsioonide loomiseks, kus pinnase hooajaline paisumine ja kokkutõmbumine on probleemiks. Järelpingutatud betoon on väga tõhus keerukamate projekteerimistöödega hoonete ehitamisel.