Spannung Vs. Kompression von Beton

Beton wird seit der Römerzeit für den Bau verwendet. Es ist im Wesentlichen künstliches Gestein, das aus einer Paste aus Zement und Wasser hergestellt wird, um festes Material wie Sand oder Kies miteinander zu verbinden. Moderner Beton wird aus Portlandzement, Wasser, Sand und etwas Gestein hergestellt, das als Zuschlagstoff bezeichnet wird. Es ist ein vielseitiger und langlebiger Baustoff, der in Straßen, Brücken, Häusern, Gewerbegebäuden und vielen anderen Orten verwendet wird. Richtig installiert und ausgehärtet hält es jahrelang.

Beton hat eine enorme Druckfestigkeit und die Fähigkeit, schweren Gewichten oder Kräften standzuhalten. Mit zunehmendem Alter gewinnt es auch an Stärke. Beton erstarrt in wenigen Stunden und härtet aus oder härtet in wenigen Tagen aus, gewinnt jedoch mindestens 28 Tage lang an Festigkeit. Einige sehr dicke Betonkonstruktionen, wie Dämme, werden über Monate oder Jahre hinweg weiter an Festigkeit gewinnen.

Beton hat fast keine Zugfestigkeit, die Fähigkeit, Druck oder Dehnung zu widerstehen. Legen Sie ein Brett zwischen zwei Stützen und drücken Sie auf die Mitte. Es wird sich biegen. Die Oberseite der Platte steht unter Druck, die Unterseite, die sich biegt, steht unter Spannung. Beton kann der Kompression widerstehen, bricht jedoch unter der Spannung. Betonrisse in Straßen und Platten sind größtenteils auf Spannungen zurückzuführen. Unterschiedliche Gewichte in unterschiedlichen Bereichen erzeugen Zugkräfte.

Das Zug-Druck-Verhältnis für Beton beträgt etwa 10 bis 15 Prozent. Das heißt, es kann ungefähr dem 10-fachen der Druckkraft oder Kompression der Zugkraft oder Spannung standhalten. Beide Stärken nehmen mit dem Alter zu, aber das Verhältnis ist konstant. Portlandzementbeton, der weniger als ein Jahr alt ist, hat eine Druckfestigkeit von 1.000 Pfund pro Quadratzoll (psi) und eine Zugfestigkeit von 200 psi. Beton, der älter als ein Jahr ist, hat einen Druck-psi von 2.000 Pfund und einen Zug-psi von 400 Pfund.

Um die Betonzugfestigkeit zu erhöhen - zum Beispiel um Träger in einer Brücke oder einem Gebäude zu tragen - wird Bewehrungsstahl hinzugefügt. Stahl hat eine große Zugfestigkeit; es biegt sich ohne zu brechen. Die Kombination erzeugt die Festigkeit, die für Brückenträger, Straßen, Gebäudewände und andere Konstruktionen benötigt wird. Eine noch stärkere Kombination ist Spannbeton. Der Bewehrungsstahl wird gedehnt oder unter Spannung gesetzt, bevor Beton um ihn herum gegossen wird. Wenn die Spannung gelöst wird, führt die Tendenz des Stahls, in seine ungedehnte Form zurückzukehren, zu einer umgekehrten Spannung, die einen Betonbalken oder -träger stärkt.