روش های پیش تنیدگی بتن

پیشتنیدگی در بتن به دو صورت کلی زیر انجام می شود:

۱- پیش کشیدگی (Pre-Tensioning):

بسیاری از قطعات بتنی پیش ساخته‌ی پیش تنیده (از جمله تیرهای برق گرد، تیرچه‌ی T شکل، دال های مجوف یا هالوکر، تراورس راه آهن و …) با این روش تولید می‌شوند.
در روش پیش کشیدگی، ابتدا مفتول ها (PC Wire) یا کابل ها (PC Strand) را در داخل قالب قرار داده و به کمک جک های هیدرولیکی، تحت کشش قرار می دهند. سپس عملیات بتن ریزی انجام شده و پس از خارج کردن هوای بتن به روش ویبره یا سانتریفیوژ (مختص تیر گرد)، جهت تسریع در فرآیند گیرش بتن، عملیات بخاردهی صورت می‌پذیرد. پس از رسیدن بتن به مقاومت مطلوب، اضافه طول کابل ها برش داده شده و تنش کششی ذخیره شده در کابل‌ها، به بتن منتقل می‌شود و بتن تحت فشار قرار می‌گیرد.
در این روش نیز همانند بتن مسلح پیش ساخته، مقطع و محل قرارگیری کابل ها بر اساس بارهای محاسبه شده، مشخص و رعایت می‌شود.

۲- پس کشیدگی (Post-Tensioning):

از روش پس کشیدگی، در دال‌ها و تیرهای بتنی ساختمان‌ها، پارکینگ‌ها، برج‌ها، مخازن بتنی، دالهای روی سطح زمین و … استفاده می‌شود.
در این روش، موقعیت کابل‌ها و صفحات مهاری (انکوریج) را پیش از بتن ریزی در داخل قالب تثبیت کرده و سپس بتن‌ریزی را انجام می‌دهند. پس از رسیدن بتن به مقاومت مورد نظر، عملیات کشش کابل‌ها با استفاده از جک های هیدرولیکی، انجام می شود. مزیت پس کشیدگی بر پیش کشیدگی آن است که در این روش، می‌توان مسیر کابل ها را به گونه ای انحناء داد که در هر مقطع، تنش فشاری برابر با تنش کششی شکل گرفته در آن مقطع، ایجاد شود و به این ترتیب در حجم بتن ریزی، صرفه جویی نمود.

پس کشیدگی به دو صورت گیردار یا چسبیده (Bonded) و آزاد یا غیرچسبیده (Unbonded) اجرا می‌گردد. در آمریکا بیشتر از سیستم Bonded و در استرالیا از سیستم Unbonded استفاده می‌شود. در ایران نیز از هر دو سیستم استفاده می‌گردد.

الف- سیستم گیردار یا چسبیده (Bonded):

در سیستم Bonded که با استفاده از کابل‌های PC Strand بدون روکش انجام می‌پذیرد، ابتدا غلاف‌های فلزی با توجه به مسیر کابل ها، درون قالب قرار داده می‌شوند. پس از بتن‌ریزی و رسیدن بتن به مقاومت لازم، رانش کابل در داخل غلاف ها انجام می‌گیرد. پس از قرار دادن صفحات مهاری (انکوریج ها) بر روی کابل‌ها در دو انتهای قطعه بتنی، عملیات کشیدن کابل‌ها توسط جک‌های هیدرولیکی بصورت یکجا انجام می‌گیرد. پس از انجام عمل کشیدگی، داخل مجرای غلاف‌ها با گروت (نوعی ملات سیمانی متشکل از آب، سیمان، ماسه و مواد افزودنی‌) پر می‌شود. استفاده از گروت هم باعث محافظت از خوردگی کابل‌های فولادی می‌شود و هم باعث ایجاد گیرداری و انتقال نیروی کششی بین کابل‌ها و محیط درون غلاف‌ می‌شود.

مزایای سیستم گیردار (Bonded): ممان نهایی بیشتر بوده و شکست منطقه‌ای کابل‌ها مشکل زیادی ایجاد نمی‌کند.

ب- سیستم آزاد (Unbonded):

در سیستم آزاد (Unbonded)، کابل‌ها دارای روکش پلی‌اتیلن مخصوص بوده (Unbonded PC Strand) و در نتیجه نیازی به غلاف گذاری ندارند؛ در نتیجه پس از کارگذاری کابل‌ها، بتن ریزی صورت گرفته و سپس عملیات کشش کابل‌ها به صورت تک به تک انجام می‌شود. بدلیل عدم وجود غلاف در این سیستم، نیازی به گروت ریزی نیست.

مزایای سیستم آزاد (Unbonded) عبارتند از : امکان ایجاد حداکثر خروج از مرکزیت بخاطر حذف غلاف، عدم ایجاد خوردگی در کابل‌ها بدلیل وجود روکش مناسب، کم تر شدن مقدار افت‌های اصطکاکی، قابلیت مناسب تعمیر و جایگزینی کابل‌ها.