بتن پیش تنیده چیست؟ ( بررسی مزایا و کاربرد بتن پیش تنیده و پس تنیده )
بتن پیش تنیده یا پرکرده با فولاد (Prestressed Concrete)، یکی از انواع بتن مسلح است که در آن، فولاد قبل از ریخته شدن بتن، به صورت پیش تنیده قرار داده می‌شود. این فناوری در ساختمان های بلند و پل ها به کار می رود و مزایای بسیاری نظیر مقاومت بالا در برابر فشار و کشش، توانایی انتقال نیروی بیشتر، کاهش فرسایش، افزایش عمر مفید سازه و کاهش وزن سازه را داراست.
بتن پیش‌تنیده با استفاده از فولاد های پیش تنیده، معمولاً به صورت دو حالت عمل می‌کند: پیش تنیده فشاری (Pre-tensioned) و پیش‌تنیده کششی (Post-tensioned). اما برای بسیاری از افراد این سوال به وجود می آید که بتن پیش تنیده چیست؟ این روش دارای دو نوع است که در ادامه به برسی این نوع بتن می پردازیم.
در روش پیش تنیده فشاری، فولاد های پیش تنیده قبل از ریخته شدن بتن، به یک دستگاه پیش تنیده کننده متصل می شوند و با کشیدن آن‌ها به سمت بیرون، فشار ایجاد می شود. سپس بتن روی فولاد های پیش تنیده ریخته می شود و پس از این که بتن خشک شد، فشار روی فولاد ها کاهش می یابد که باعث تنش و فشار در بتن می شود.
در روش پیش تنیده کششی، فولاد های پیش تنیده بعد از ریخته شدن بتن و خشک شدن آن، به یک دستگاه پیش تنیده کننده متصل می شوند و با کشیدن آن ها به سمت داخل، کشش ایجاد می شود. سپس بتن با فشار ایجاد شده توسط فولاد های پیش‌تنیده، تثبیت می‌شود. در ادامه در مورد بتن پیش تنیده و پس تنیده بیشتر توضیح خواهیم داد. یکی از انواع بتن برای نماکاری ساختمان بتن اکسپوز می باشد توضیحات ان را در صفحه‌ی تایل بتنی به طور کامل داده ایم برای استعلام قیمت می توانید با کارشناسان بینا در تماس باشید.
ویژگی های بتن پیش تنیده چیست؟
1- مقاومت بالا در برابر فشار و کشش
به دلیل استفاده از فولاد های پیش تنیده، بتن پیش تنیده دارای مقاومت بالاتری در برابر فشار و کشش میباشد و می تواند با نیرو های بسیار زیادی مقابله کند.
2- افزایش عمر مفید سازه
به دلیل داشتن مقاومت بالا در برابر فشار و کشش، قابلیت پاسخگویی به تغییرات نیرویی را داراست و عمر مفید سازه را افزایش می‌دهد.
3- کاهش وزن سازه
با استفاده از فولاد‌های پیش تنیده، وزن سازه را کاهش می‌دهد. این امر به دلیل این است که برای رسیدن به مقاومت لازم در برابر فشار و کشش، می‌توان از بتنی با ضخامت کمتر استفاده کرد که باعث کاهش وزن سازه می‌شود.
4- توانایی انتقال نیروی بیشتر
به دلیل استفاده از فولاد‌های پیش تنیده، این نوع بتن میتواند نیروی بیشتری را انتقال دهد. این امر در ساختمان‌های بلند و پل ها بسیار مهم است.
5- ممانعت از ترکیدن سازه
در بتن مسلح ساده، ترکیدن سازه باعث کاهش مقاومت آن می‌شود. اما در این شکل از انوع بتن مسلح با استفاده از فولاد‌های پیش تنیده، این امر به طور قابل توجهی کاهش می‌یابد و سازه دارای مقاومت بالا تری در برابر ترکیدن می‌شود.
6- کاهش فرسایش
بتن پیش تنیده به دلیل داشتن مقاومت بالا در برابر فشار و کشش، در مقابل فرسایش و خوردگی مقاومت بیشتری دارد. این ویژگی را در بتن خود ترمیم شونده نیز وجود دارد که در مقاله ی دیگری در این مورد صحبت کرده ایم.
7- امکان اجرای سریع تر
به دلیل استفاده از فولاد های پیش تنیده، اجرای سازه های این نوع بتن در مقایسه با سازه های بتن مسلح ساده، سریع تر و آسان تر است.
بتن پس تنیده و ویژگی های آن
بتن پس تنیده (Post-tensioned Concrete) یکی از انواع بتن پیشرفته است که در آن، نخ های فولادی پیش‌تنیده به کمک پیش‌تنیدگی پس از ریخته شدن بتن درون آن قرار می‌گیرند. هدف از استفاده از بتن پس تنیده، افزایش مقاومت برابر فشار و کشش و کاهش انعطاف‌پذیری سازه‌ها است. در اینجا به معرفی بتن پس تنیده و ویژگی‌های آن پرداخته خواهد شد.
ویژگی‌های بتن پس تنیده:
1- مقاومت بالا در برابر فشار و کشش :
بتن پس تنیده دارای مقاومت بسیار بالایی در برابر فشار و کشش است. در این روش، با استفاده از نخ‌های پیش‌تنیده، فشار بر روی بتن اعمال می‌شود که باعث افزایش مقاومت آن در برابر فشار و کشش می‌شود.
2- کاهش وزن سازه :
استفاده از بتن پس تنیده باعث کاهش وزن سازه می‌شود. به دلیل اینکه نخ‌های پیش‌تنیده به کمک دستگاه‌های پیش‌تنیده کننده پس از ریخته شدن بتن در سازه قرار می‌گیرند، ضریب ایمنی و مقاومت بتن در برابر نیروی برشی افزایش می‌یابد و این امر به کاهش ضخامت بتن و در نتیجه وزن سازه منجر می‌شود.
3- افزایش طول عمر سازه :
بتن پس تنیده به دلیل داشتن مقاومت بالا در برابر فشار و کشش، عمر مفید سازه را افزایش می‌دهد. همچنین به دلیل کاهش انعطاف‌پذیری، سازه به مقاومت بیشتری در برابر خرابی‌های احتمالی مثل زلزله و انفجار مجهز می‌شود.
4- امکان اجرای سریعتر :
نصب نخ‌های پیش‌تنیده در بتن پس تنیده به دلیل استفاده از دستگاه‌های پیش‌تنیده کننده، به راحتی و سرعت بیشتری انجام می‌شود. اجرای سریعتر به معنی کاهش هزینه و زمان ساخت سازه است.
5- کاهش خرابی و نیاز به تعمیر و نگهداری :
به دلیل مقاومت بالا در برابر فشار و کشش، بتن پس تنیده به طور قابل توجهی از خرابی‌های عادی و نیاز به تعمیر و نگهداری کاسته می‌شود.
6- طراحی سازه‌های پیچیده :
استفاده از بتن پس تنیده به طراحان سازه امکان می‌دهد تا سازه‌های پیچیده‌تری را طراحی کنند. این به دلیل این است که با استفاده از نخ‌های پیش‌تنیده، می‌توان سازه‌هایی با شکل‌های پیچیده و بلندتر را طراحی کرد.
7- کاهش هزینه‌ها :
استفاده از بتن پس تنیده میتواند به کاهش هزینه‌های ساخت سازه کمک کند. به دلیل اینکه نیازی به ضخامت بتن برای ایجاد مقاومت در برابر فشار و کشش نیست، هزینه‌های ساخت سازه کاهش می‌یابد. همچنین، به دلیل اجرای سریعتر، هزینه‌های کارگری و زمان ساخت نیز کاهش می‌یابد.
8- امکان تعمیرات و تغییرات :
در صورت نیاز به تعمیرات و تغییرات در سازه، استفاده از بتن پس تنیده به دلیل داشتن نخ‌های پیش‌تنیده، امکان تغییرات و تعمیرات را به راحتی فراهم می‌کند.
9- استفاده در سازه‌های بلند :
بتن پس تنیده میتواند در سازه‌های بلند مانند برج‌ها و پل‌ها استفاده شود. به دلیل مقاومت بسیار بالا در برابر فشار و کشش، سازه‌های بلندی که با استفاده از بتن پس تنیده ساخته شده‌اند، می‌توانند به طور مطمئن و پایدار عمل کنند. از ترکیب این نوع بتن با دیگر مصالح نیز به عنوان بتن مسلح در ساختمان سازی استفاده می شود پاسخ سوال بتن مسلح چيست را در مقالات دیگر گروه بینا داده‌ایم
مزایای بتن پیش تنیده
بتن پیش تنیده (prestressed concrete) یکی از روش‌های پیشرفته در صنعت ساخت و ساز است که در آن با استفاده از نخ‌های فولادی پیش تنیده، بتن مورد استفاده قرار می‌گیرد. این روش به دلیل ویژگی‌های بسیار مهم و موثر خود، در ساخت سازه‌های بلند و پیچیده، پل‌ها و تونل‌ها، مخازن آب و… بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرد. در ادامه به بررسی مزایای آن پرداخته می‌شود:
1- افزایش مقاومت در برابر فشار و کشش
دارای مقاومت بسیار بالا در برابر فشار و کشش است که به دلیل اعمال نیروی پیش تنیدگی روی بتن ایجاد می‌شود. این امر باعث افزایش مقاومت سازه در برابر بارهای فشاری و کششی می‌شود.
2- کاهش انعطاف‌پذیری سازه
به دلیل پیش تنیدگی نخ‌های فولادی، انعطاف‌پذیری سازه کاهش می‌یابد و به این ترتیب خرابی‌های ناشی از انحراف و شکست سازه کاهش می‌یابد.
3- افزایش مقاومت در برابر زلزله
به دلیل داشتن مقاومت بالا در برابر فشار و کشش، در برابر نیروهای زلزله‌ای مقاومت بیشتری دارد. این امر باعث کاهش آسیب‌ها و خسارات ناشی از زلزله می‌شود.
4- کاهش وزن سازه
استفاده از این بتن باعث کاهش وزن سازه می‌شود. با استفاده از نخ‌های فولادی پیش‌تنیده، بتن در برابر نیروی برشی مقاومت بیشتری دارد و در نتیجه ضخامت بتن کاهش می‌یابد و وزن سازه کمتر می‌شود.
5- امکان ساخت سازه‌های پیچیده
با استفاده از بتن پیش تنیده، سازه‌های پیچیده‌تر و با اندازه‌های بزرگتری ساخته می‌شود. این امر به دلیل این است که پیش تنیدگی نخ‌های فولادی، امکان ساخت سازه‌های پیچیده را به طراحان سازه می‌دهد.
7- امکان استفاده در شرایط سخت و آب و هوایی
به دلیل داشتن مقاومت بالا در برابر فشار و کشش، در شرایط سخت و آب و هوایی نیز میتواند استفاده شود. همچنین، با استفاده از پوشش‌های محافظ، می‌توان مانع از خوردگی نخ‌های فولادی شد. مقاومت در برابر شرایط آب و هوایی بالا از ویژگی های بتن اکپسوز طرح چوب نیز میباشد که از آن برای نماسازی استفاده می‌شود.
کاربرد بتن پیش تنیده
بتن پیش تنیده نیز یکی از روش‌های پیشرفته در صنعت ساخت و ساز است که کاربرد ها و مزایای زیادی دارد در قسمت ساخت و ساز دارد ما یکی از بتن های مورد استفاده در بخش نما واش بتن می باشد که در مقاله واش بتن چیست بیشتر در این باره توضیح داده ایم؛ در ادامه به برخی از کاربردهای این بتن پرداخته می‌شود:
1- پل‌ها : پل‌ها به عنوان سازه‌های بلند و پیچیده، از این بتن برای افزایش مقاومت در برابر بارهای فشاری و کششی استفاده می‌کنند. این روش به دلیل کاهش وزن سازه، کاهش هزینه‌های ساخت و افزایش مقاومت در برابر زلزله، مورد توجه قرار گرفته است.
2- ساختمان‌های بلند : در ساختمان‌های بلند، این نوع بتن به دلیل افزایش مقاومت در برابر فشار و کشش و کاهش انعطاف‌پذیری سازه استفاده می‌شود. همچنین به دلیل کاهش ضخامت بتن و وزن سازه، این روش به کاهش هزینه‌های ساخت کمک می‌کند.
3- تونل‌ها : در ساخت تونل‌ها نیز از بتن پیش تنیده برای افزایش مقاومت در برابر فشار و کشش استفاده می‌شود. کاهش انعطاف‌پذیری سازه و کاهش وزن سازه نیز موجب کاهش خطر ناشی از حرکت زمین در اطراف تونل می‌شود.
4- مخازن آب : در ساخت مخازن آب نیز از این متریال برای افزایش مقاومت در برابر فشار و کشش استفاده می‌شود. این روش به دلیل کاهش ضخامت بتن و وزن سازه، میتواند به کاهش هزینه‌های ساخت کمک کند.
5- بلوک‌های ساختمانی : برخی از بلوک‌های ساختمانی نیز با استفاده از این متریال ساخته می‌شوند. این بلوک‌ها به دلیل مقاومت بیشتر در برابر فشار و کشش، می‌توانند در ساختمان‌هایی با ارتفاع بالا مورد استفاده قرار گیرند.
با توجه به اهمیت و کاربرد های وسیعی که بتن پیش تنیده و پس تنیده در صنعت ساخت و ساز دارند، استفاده اصولی از آن ها با مزایای مختلفی همراه است که در این مقاله به برخی از آن ها اشاره کردیم.
روش های اجری بتن پیش تنیده
این نوع بتن دارای دو روش اجرا به صورت پیش کشیدگی و پس کشیدگی میباشد. در روش اول پیش کشیدگی مفتول ها را تا حداکثر مقدار ممکن یعنی 120 متر کشیدگی دچار تنش می کنند و سپس قالب ها را در اطراف مفتول قرار داده و بتن ریخته می‌شود. بالعکس در اجرای پس کشیدگی ایجاد تنش بعد از سفت شدن بتن انجام می‌شود.
