Spænding Vs. Komprimering af beton

Beton er blevet brugt til konstruktion siden romertiden. Det er i det væsentlige kunstig sten, lavet med en pasta af cement og vand for at binde noget fast materiale som sand eller grus. Moderne beton er lavet med Portland cement, vand, sand og noget sten kaldet aggregat. Det er et alsidigt og holdbart byggemateriale, der bruges i veje, broer, huse, erhvervsbygninger og mange andre steder. Korrekt installeret og hærdet vil det vare i årevis.

Beton har enorm trykstyrke, evnen til at modstå tunge vægte eller kræfter på den. Det vinder også styrke, når det ældes. Beton størkner i løbet af få timer og hærder eller sættes på få dage, men fortsætter med at vinde styrke i mindst 28 dage. Nogle meget tykke betonkonstruktioner, som dæmninger, vil fortsat vinde styrke i måneder eller år.

Beton har næsten ingen trækstyrke, evnen til at modstå presning eller strækning. Sæt et bræt mellem to støtter og tryk ned på midten. Det bøjes. Den øverste del af brættet er under komprimering, den nederste bøjning er under spænding. Beton kan modstå komprimering, men vil bryde under spændingen. Beton revner i veje og plader skyldes stort set spændinger; forskellige vægte i forskellige områder producerer trækkræfter.

Forholdet mellem spænding og kompression for beton er ca. 10 til 15 procent. Det vil sige, den kan modstå ca. 10 gange skubbe- eller kompression af trækkraft eller spænding. Begge styrker stiger med alderen, men forholdet er stabilt. Portland cementbeton mindre end et år gammel har en kompressionsstyrke på 1.000 pund pr. Kvadrat tomme (psi) og spændingsstyrke på 200 psi. Beton, der er mere end et år gammel, har kompressionspsi på 2.000 pund og spænding psi på 400.

For at give betontrækstyrke - for at understøtte bjælker i en bro eller bygning, fx tilføjes armeringsstål. Stål har stor trækstyrke; det bøjer sig uden at bryde. Kombinationen producerer den nødvendige styrke til brobjælker, veje, bygningsmure og anden konstruktion. En endnu stærkere kombination er forspændt beton. Armeringsstålet strækkes eller sættes under spænding, inden der hældes beton omkring det. Når der frigøres spænding, tilføjer stålets tendens til at vende tilbage til sin ustrakte form tilbagevendende spænding, der styrker en betonbjælke eller bjælke.