التوتر مقابل ضغط الخرسانة

تم استخدام الخرسانة للبناء منذ العصر الروماني. إنها في الأساس صخرة اصطناعية ، مصنوعة من عجينة من الاسمنت والماء لربط بعض المواد الصلبة مثل الرمل أو الحصى. الخرسانة الحديثة مصنوعة من أسمنت بورتلاند والماء والرمل وبعض الصخور تسمى الركام. إنها مادة بناء متعددة الاستخدامات ومتينة ، تستخدم في الطرق والجسور والمنازل والمباني التجارية والعديد من الأماكن الأخرى. تثبيت ومعالجة بشكل صحيح ، وسوف تستمر لسنوات.

تتميز الخرسانة بقوة ضغط هائلة ، والقدرة على تحمل الأوزان الثقيلة أو القوى عليها. كما تكتسب القوة مع تقدم العمر. ستتصلب الخرسانة في غضون ساعات قليلة وتتصلب أو تتثبت في غضون أيام قليلة ، لكنها تستمر في اكتساب القوة لمدة 28 يومًا على الأقل. ستستمر بعض الهياكل الخرسانية السميكة للغاية ، مثل السدود ، في اكتساب القوة لشهور أو سنوات.

الخرسانة ليس لها قوة شد تقريبًا ، والقدرة على تحمل الضغط أو التمدد. ضع لوحة بين دعامتين واضغط لأسفل على المنتصف. سوف ينحني. الجزء العلوي من اللوح تحت الضغط ، والجزء السفلي الذي ينحني تحت التوتر. يمكن للخرسانة مقاومة الانضغاط ، لكنها ستنكسر تحت الضغط. الشقوق الخرسانية في الطرق والألواح ترجع إلى حد كبير إلى التوتر ؛ الأوزان المختلفة في مناطق مختلفة تنتج قوى الشد.

تتراوح نسبة التوتر إلى الانضغاط للخرسانة حوالي 10 إلى 15 بالمائة. أي أنه يمكن أن يتحمل حوالي 10 أضعاف قوة الدفع أو ضغط قوة السحب أو التوتر. تزداد القوتان مع تقدم العمر ، لكن النسبة ثابتة. أسمنت بورتلاند أقل من سنة لديه ضغط ضغط 1000 رطل لكل بوصة مربعة وقوة التوتر 200 رطل / بوصة مربعة. الخرسانة التي يبلغ عمرها أكثر من عام لديها ضغط ضغط 2000 رطل و psi توتر 400 رطل.

لإعطاء قوة شد خرسانية - لدعم الحزم في الجسر أو المبنى ، على سبيل المثال - يتم إضافة حديد التسليح. الفولاذ لديه قوة شد كبيرة. ينحني دون كسر. تنتج المجموعة القوة المطلوبة لعوارض الجسور والطرق وجدران البناء وغيرها من الإنشاءات. مزيج أقوى هو الخرسانة سابقة الإجهاد. يتم تمديد حديد التسليح أو وضعه تحت التوتر قبل صب الخرسانة حوله. عندما يتم تحرير التوتر ، فإن ميل الفولاذ للعودة إلى شكله غير الممتد يضيف توترًا عكسيًا يقوي شعاعًا خرسانيًا أو عارضة.