پس تنیدگی دارای پیوستگی

در این روش، فولاد پیش تنیدگی در مجاری قرار گرفته و پس از کشیده شدن، از طریق تزریق ملات دوغاب سیمان، با بتن اطراف پیوند می یابد. معمولا از مجاری گرد موجدار استفاده می شود. اما برای دال های کف نسبتا نازک در ساختمان ها، مجاری گرد، خروج از محدودیت احتمالی فولاد پیش تنیدگی را به ویژه در نقاط کاهش می دهند، در نتیجه مجاری صاف بهتر می باشند. این مجاری معمولا دارای تاندون هایی شامل چهار رشته با قطر اسمی mm13 می باشند، طرحی که کارآمدی آن در بسیاری از کاربردهای اجرایی، به اثبات رسیده است.

در این مقاله از کلینیک بتن ایران با پس تنیدگی بتن با و بدون پیوستگی تاندون ها بیشتر آشنا خواهید شد.

پس تنیدگی بدون پیوستگی

در اوایل دوره های توسعه بتن پس تنیده در اراوپا، پس تنیدگی بدون پیوستگی نیز در برخی سازه ها استفاده گردید (مصلا در سال 37/1936 در پل ساخته شده در Aue/Saxony در آلمان با توجه به طراحی دیسچینگر، و در سال 1948 برای پل Meuse در اسکلین در بلژیک که توسط مگنل طراحی گردید). پس از مدتی که بدون کاربردهای چندانی از این روش سپری گردید، پس تنیدگی بدون پیوستگی مجددا در سال های اخیر برای برخی سازه های مهم مورد استفاده قرار گرفت. در کاربردهای اولیه در کار ساختمانی در آمریکا، فولاد پیش تنیدگی روغن کاری شده و در کاغذ پیچیده شد تا حرکت طولی آن در هنگام کشیده شدن تسهیل گردد. اخیرا روش زیر برای پوشاندن فولاد مرسوم شده است.

ابتدا لایه پیوسته ای از روغن ضد خوردگی به رشته طی یک عملیات پیوسته اعمال می گردد که این کار یا در کارخانه سازنده و یا در شرکت پیش تنیده سازی صورت می گیرد. سپس یک تیوپ پلاستیکی پلی اتیلن یا پلی پروپلین به ضخامت حداقل mm1 بر روی آن کشیده می شود. این تیوپ پلاستیکی، اولین لایه محافظ و روغن دومین لایه محافظ در برابر خوردگی می باشد. رشته های پوشش یافته به ین صورت به «تک رشته ها» معروف می باشند. قطر اسمی این تک رشته ها mm13 یا mm15 می باشد که مورد دوم در سال های اخیر مرسوم تر شده است.

تاندون های با یا بدون پیوستگی

پرسش مربوط به اینکه کدامیک از تاندون ها دارای پیوستگی یا بدون پیوستگی دارای برتری می باشند، پرسشی بحث برانگیز بوده و هنوز نیز می باشد. این موضوع در اینجا به طور کامل مورد بحث قرار نمی گیرد، اما دلایل مهم مربوط به تایید یا رد هر یک مورد بررسی قرار می گیرد. دلایل برتری پس تنیدگی بدون پیوستگی شامل موارد زیر می باشد:

• حداکثر خروجی از محوریت ممکن تاندون ها، زیرا قطر تاندون ها حداقل است؛ اهمیت ویژه آن در دال های نازک می باشد.
• حفاظت از فولاد پیش تنیدگی در مقابل خوردگی به محض خروج از کارخانه
• جایدهی آسان و سریع تاندون ها. از دست رفتن بسیار کم نیروی پیش تنیدگی بر اثر اصطکاک
• حذف عملیات تزریق ملات
• به طور کلی اقتصادی تر است.

دلایل برتری پس تنیدگی دارای پیوستگی این حقیقت را شامل می شود که گسیختگی موضعی یک تاندون (بر اثر آتش، انفجار، زلزله و غیره) تنها دارای آثار محدودی بر عملکرد کلی دال می باشد. در آمریکا، پس تنیدگی بدون پیوستگی تقریبا به طور انحصاری استفاده می شود، در حالی که پس تنیدگی دارای پیوستگی به صورت گسترده تری در استرالیا و اروپا به کار گرفته می شود.

در میان دلایل برتری پس تنیدگی دارای پیوستگی، عملکرد بهتر دال ها در شرایط گسیختگی به طور مکرر مورد تاکید قرار می گیرد. اما نشان داده شده است که با پس تنیدگی بدون پیوستگی از طریق روش های طراحی و اجرای مناسب سازه هایی به همان خوبی قابل حصول می باشد. شرایط محلی (مانند استانداردهای ملی غالب) ممکن است عامل مهمی در انتخاب یک نوع از پس تنیدگی نسبت به انواع دیگر باشد.

پس تنیدگی بتن

انواع و مشخصات متالوژیکی فولاد پیش تنیدگی

الزامات و خصوصیات

فولادهای پیش تنیدگی در اعضای بتن پیش تنیده ای استفاده می شوند که تحت تنش های کششی ناشی از وزن مرده خود و بارهای بهره برداری قرار دارند. پیش تنیدگی اعمال شده باید تا یک حد معینی (پیش تنیدگی جزئی) امکان وقوع تنش های کششی یا جلوگیری از وقوع آنها در بتن را فراهم نماید. فولادهای پیش تنیدگی در معرض تنش های استاتیکی قرار دارند که گاهی مولفه های دینامیکی به آنها افزوده می شوند. این فولادها باید دارای حد الاستیک بالایی باشند (01/0% تنش گواه) تا افت پیش تنیدگی (نسبت به پیش تنیدگی اولیه) ناشی از رها شدگی و جمع شدگی، پایین باقی بماند.

هرچه تغییر طول الاستیک فولاد حین پیش تنیدگی بیشتر باشد، این افت نسبی پیش تنیدگی کمتر خواهد بود. که به قدر مطلق حد الاستیک فولاد پیش تنیدگی بستگی دارد. تنش های تسلیم بسیار بالا، یا تنش هایی در حد 2/0% تنش گواه، و مقاومت های کششی بسیار بالا ضروری می باشد تا اطمینان حاصل گردد که کرنش به میزان کافی بالای فولاد و در نتیجه تنش های فشاری بالا در بتن پس از کامل شدن فرآیندهای انقباض در بتن، حفظ می شوند.

طی بارگذاری کششی بلند مدت، کرنش غیرالاستیک می تواند حتی در تنش هایی کمتر از تنش های موجود در بارگذاری کوتاه مدت، اتفاق بیفتد. میزان این کرنش به جز نوع فولاد، به چندین عامل بستگی دارد که ععبارتند از مقدار تنش اعمالی، دما و زمان. این رفتار بلند مدت منجر به کاهشی در میزان تنش اولیه شده و این شرایط با انقباض بتن بر اثر جمع شدگی و خزش آمیخته می گردد. رفتار بلندمدت فولاد می تواند توسط خزش (تغییر طول در تنش ثابت) یا رهاشدگی (کاهش تنش در طول معیار ثابت) توصیف گردد. بنابراین، برای فولادهای پیش تنیدگی، شرایط ویژه ای مربوط به رفتار خزشی و رها شدگی باید برقرار گردد.

بارهای ترافیکی ممکن است منجر به ایجاد خستگی کششی در فولادهای پیش تنیدگی در سازه های بتن پیش تنیده گردند که بر بارهای پیش تنیدگی افزوده خواهند شد. در نتیجه، الزامات ویژه ای در رابطه با مقاومت خستگی باید برآورده شوند. باید فرض شود که برای کلیه روش های پیش تنیدگی، اقدامات لازم برای مهرا نمودن، مثلا خمش، شکم دادگی و زخمی شدگی، مقاومت خستگی فولادهای پیش تنیدگی مورد استفاده را به میزان قابل ملاحظه ای کاهش می دهند. رفتار فولادهای پیش تنیدگی در محیط های خورنده نیز بسیار مهم است، چرا که کلیه فولادهای پیش تنیدگی بسته به شرایط محیطی، در مععرض ترک ناشی از خوردگی تنشی ایجاد شده بر اثر هیدروژن قرار دارند. بنابراین، کلیه فولادهای از این نوع باید به اندازه کافی در برابر آغاز ترک های ناشی از هیدروژن تحت شرایط محل و حین بهره برداری، مقاوم باشند.

دیگر مقالات پربازدید ما را در این بخش دنبال نمایید
بتن چیست و انواع آن کدام است
سنگ مصنوعی و تکنولوژی ساخت آن (سیستم سمنت پلاست)
حداکثر و حداقل زمان مورد نیاز برای سفت شدن بتن چقدر است؟

تولید، ابعاد و انواع روش های ارسال محصول

مقاومت تسلیم (2/0% تنش گواه) فولادهای پیش تنیدگی باید بالا باشد تا استفاده از آنها موثر و اقتصادی گردد. بسته به نوع محصول، راهکارهای مختلفی می تواند جهت افزایش مقاومت مورد استفاده قرار گیرد. فولادهای پیش تنیدگی تا mm16 در کارخانه های تولید سیم تولید شده، بر روی قرقره هایی پیچیده شده به صورت سیم ها یا سیم های چند رشته ای استفاده می شوند. قطرهای بین mm16 تا mm36 نیز تولید شده و به صورت میله هایی استفاده می شوند.

برای سیم ها، دو روش مختلف جهت به دست آوردن مقاومت های تسلیم بالا وجود دارد: سرد کردن و آب دادن فولادهای با آلیاژ پایین و کشش سرد از طریق کشیدن فولاد بدون آلیاژ. برای روش اول، مقاومت مطلوب از طریق سرد کردن و آب دادن سیم ها و نورد گرم به شکل محصولات صاف یا آجدار به دست می آید. قرقره های جوش شده پیوسته ساخته شده از سیم های صاف یا آجدار ضد زنگ شده و پس از آن سرد شده و آب داده می شوند تا یک ریزساختار با دانه های ریز و پخش منظم به دست آید. در روش کشش سرد، سیم های فولادهای نورد گرم شده در یک شیار صاف و با یک ریزساختار فریتی-پرلیتی از میان یک صفحه قالب در دمای محیط کشیده می شوند.

کاهش سطح مقطع منجر به افزایش چگالی جابجایی شده که این امر منجر به افزایشی در مقاومت کششی و تسلیم (یا 2/0% تنش گواه) خواهد شد. برخی از سیم ها بعدا به صورت سرد شکل دهی می شوند. سرانجام، کلیه سیم های کشیده شده به صورت سرد تا دمای متوسط حرارت دهی می شوند (سیم های نرم شده) و برخی نیز تحت تنش کششی حرارت دهی می شوند (سیم های تثبیت شده).

سیم های چند رشته ای از سیم های صاف کشیده شده به صورت سرد با استفاده از ماشین های بافندگی با طول پیچش مشخص ساخته می شوند. حرارت دهی لازم (نرم شدگی) پس از بافتن رشته ها به یکدیگر و تا حدی تحت تنش کششی صورت می گیرد (سیم های چند رشته ای تثبیت شده). با استفاده از جوش مستقیم سیم های منفرد، سیم های چند رشته ای با طول نامحدود و بدون کاهش ظرفیت باربری تولید می شوند.

مقاومت تسلیم بالای میله ها (معمولا با قطر بزرگ تر از mm16) از طریق ترکیبی از روش های مربوط به ترکیب شیمیایی و کشش سرد، به دست می آید. ترکیب شیمیایی این فولادها، منجر به یک ریزساختار پرلیتی پس از سرد شدن از دمای نورد می گردد؛ افزودن وانادیوم منجر به تسریع کسب مقاومت شده که این پدیده نیز موجب افزایش مقادیر مقاومت تسلیم می گردد. کشش سرد از طریق کشیدن و پس از آن حرارت دهی تا دماهای 250 تا C°350 منجر به بهبود بیشتر حد الاستیک و مقاومت تسلیم در مقایسه با شرایط نورد از قبل می گردد.

علاوه بر روش های ایجاد مقاومت تسلیم بالا، کلیه فولادهای پیش تنیدگی با تغییر شکل سرد، به منظور بهبود رفتار بلند مدت تحت شرایطبارگذاری خستگی، تا دماهای متوسط حرارت دهی می شوند. برای سیم های کشیده شده و به هم تابیده شده، این فرآیند اغلب تحت تنش های کششی صورت می گیرد تا رفتار رها شدگی نامطلوب اصلاح گردد.