cap. 3-tehnologii de precomprimare a betonului

47
Cap. 3 TEHNOLOGII DE PRECOMPRIMARE A BETONULUI 3.TEHNOLOGII DE PRECOMPRIMARE A BETONULUI Practica realizării betonului precomprimat include numeroase procedee de precomprimare care se pot grupa în două mari categorii. - metode de precomprimare directă (nemijlocită) a betonului, atunci când se acţionează mecanic sau chimic asupra elementelor structurale; - metode de precomprimare cu ajutorul armăturilor, când se contează pe efectul împiedicării revenirii elastice a acesteia după o prealabilă întindere. 3.1. Precomprimarea directă a betonului Procedeele din această categorie se folosesc, mai ales la construcţiile masive sau la cele cu suprafaţa mare (piste de aviaţie, autostrăzi). Forţa de precomprimare se realizează cu mijloace mecanice (prese) sau prin utilizarea unor cimenturi speciale. Precomprimarea betonului poate fi realizată cu ajutorul preselor dispuse în poziţie convenabilă pentru a crea efectul dorit. O dală de beton poate fi precomprimată prin presare între două culei puternice (fig. 3.1a). În cazul unei grinzi simplu rezemate, presele trebuie astfel dispuse încât să creeze, prin presare, eforturi unitare de compresiune în fibra inferioară şi de întindere, în fibra superioară adică, o stare de tensiuni de semn contrar celei ce se va dezvolta în exploatare (fig. 3.1b). a) b) P resă P resă P lacă d in b eto n S tân că e 0 45

Upload: anky-zanky

Post on 01-Dec-2015

213 views

Category:

Documents


4 download

DESCRIPTION

Beton Precomprimat

TRANSCRIPT

Page 1: Cap. 3-tehnologii de precomprimare a betonului

Cap. 3 TEHNOLOGII DE PRECOMPRIMARE A BETONULUI

3.TEHNOLOGII DE PRECOMPRIMARE A BETONULUI

Practica realizării betonului precomprimat include numeroase procedee de precomprimare care se pot grupa în două mari categorii.

- metode de precomprimare directă (nemijlocită) a betonului, atunci când se acţionează mecanic sau chimic asupra elementelor structurale;

- metode de precomprimare cu ajutorul armăturilor, când se contează pe efectul împiedicării revenirii elastice a acesteia după o prealabilă întindere.

3.1. Precomprimarea directă a betonului

Procedeele din această categorie se folosesc, mai ales la construcţiile masive sau la cele cu suprafaţa mare (piste de aviaţie, autostrăzi).

Forţa de precomprimare se realizează cu mijloace mecanice (prese) sau prin utilizarea unor cimenturi speciale.

Precomprimarea betonului poate fi realizată cu ajutorul preselor dispuse în poziţie convenabilă pentru a crea efectul dorit.

O dală de beton poate fi precomprimată prin presare între două culei puternice (fig. 3.1a).

În cazul unei grinzi simplu rezemate, presele trebuie astfel dispuse încât să creeze, prin presare, eforturi unitare de compresiune în fibra inferioară şi de întindere, în fibra superioară adică, o stare de tensiuni de semn contrar celei ce se va dezvolta în exploatare (fig. 3.1b).

a )

b )

P re să

P re să

P la c ă d in b e to n

S tâ n c ă

e 0

Fig. 3.1. Principiul precomprimării directe prin procedeul mecanic a elementelor din beton armat:

a. placă; b. grindă.

Presele hidraulice, aşezate din loc în loc, pot fi recuperate după exercitarea precomprimării şi înlocuite cu beton, sau pot rămâne înglobate în construcţie, situaţie în care, în locul uleiului, poate fi folosit lapte de ciment.

Prin întărire, acesta fixează cursa pistonului corespunzătoare forţei necesare.

45

Page 2: Cap. 3-tehnologii de precomprimare a betonului

Cap. 3 TEHNOLOGII DE PRECOMPRIMARE A BETONULUI

Cu ajutorul unor reazeme rigide naturale (cum sunt cele din fig. 3.1) sau artificiale, pot fi induse în elementele liniare sau plane de beton, eforturi iniţiale de compresiune, folosind la preparare cimenturi expansive.

Ca urmare a faptului că tendinţa de umflare a betonului este împiedicată, în masa elementului apar forţe de compresiune dependente de intensitatea factorului expansiv.

Neajunsul aplicării practice a acestui procedeu constă în dificultatea determinării cu precizie anticipată a mărimii expansiunii, precum şi în costul mare a cimentului.

Din acest motiv, rezultatele practice se limitează deocamdată la realizarea unor cimenturi compensate, denumite astfel deoarece provoacă betonului o contracţie pe care acestea ar folosi-o, dacă s-ar utiliza un ciment Portland obişnuit.

Pentru o grindă continuă, diagrama de momente încovoietoare produsă de încărcările exterioare (Mq) poate fi corectată favorabil realizându-se o stare de precomprimare a betonului (diagrama Mp), prin ridicarea reazemelor extreme cu ajutorul preselor (fig. 3.2).

q

P re să P re să

+ +

+

-

+ +

-M q

M p

M

Fig. 3.2. Precomprimarea unei grinzi continue prin ridicarea reazemelor marginale cu ajutorul preselor.

Deoarece efectul precomprimării este diminuat în timp din cauza fenomenelor de contracţie şi curgere lentă, se impune corectarea stării de eforturi introduse artificial, la anumite intervale de timp.

La precomprimarea şoselelor, a pistelor pentru aeroporturi, la reglarea curbei de presiune a construcţiilor în arc, precum şi în alte situaţii similare, se pot folosi prese plane (fig. 3.3).

46

Page 3: Cap. 3-tehnologii de precomprimare a betonului

Cap. 3 TEHNOLOGII DE PRECOMPRIMARE A BETONULUI

C o n d u c tă

P re săc irc u la ră

S e c ţiu n eîn a in te d eu m f la re

S e c ţiu n e d u p ău m f la re

P re săd re p tu n g h iu la ră

P re s ăo v o id a lă

Fig. 3.3. Tipuri de prese plane.

Acestea sunt saci (cutii) de metal maleabil de diferite forme, imaginaţi de Freyssinet, prevăzuţi cu un ajutaj care permite injectarea unui lichid sub presiune în interiorul lor. Presa se montează într-un bloc de beton puternic armat (fig. 3.4) şi apoi, acest ansamblu se aşează într-un pat de mortar în amplasamentul prevăzut în construcţie.

Prin injectarea lichidului sub presiune, cele două feţe ale presei se îndepărtează şi, o dată cu mărirea grosimii sacului se creează o forţă de compresiune normală pe planul presei.

S itu a ţia in iţ ia lăS itu a ţia f in a lă

L ic h id s u bp re s iu n e

a. b.

Fig. 3.4. Schema de precomprimare cu ajutorul unei prese plate:a. situaţia iniţială; b. Situaţia finală.

O asemenea presă, cu diametru de câţiva decimetri, poate exercita o presiune de câteva sute de tone, la o deformaţie (umflare) de circa 25 mm.

În funcţie de valoarea forţei de precomprimare care trebuie realizată se pot folosi mai multe prese separate între ele elemente de reazem şi lucrând simultan sau succesiv.

Procedeul de precomprimare a betonului cu ajutorul preselor poate fi aplicat numai dacă elementul precomprimat se poate deforma. Pentru a permite acest lucru, între elementul de beton şi suportul său se interpune un strat dintr-un material care permite alunecarea (fig. 3.5).

P la c ă

P la c ă

E le m e n t p re fa b ric a t

P re se p la n e n e fo lo s iteP re să su b p re s iu n e

S tra t d ea lu n e c a reT ra v e rs ă

47

Page 4: Cap. 3-tehnologii de precomprimare a betonului

Cap. 3 TEHNOLOGII DE PRECOMPRIMARE A BETONULUI

Fig. 3.5. Precomprimarea unei plăci din beton cu ajutorul preselor plate.

O gamă largă de utilizări oferă procedeul de precomprimare cu ajutorul unor pene blindate de beton armat şi a preselor hidraulice (fig. 3.6).

În c lin a re 1 :1 0

În c lin a re 1 :1 0

1 3

11

57,4

6

1 6 1 6

61 3 0

1

1

1

174

P re să d e2 0 0 t

8 3

Fig. 3.6. Schema penelor blindate de 2000 kN.

Penele se pot plasa pe role realizate din bare 30 care se pot mişca între feţele penei şi ale elementului de beton, blindate cu tablă de 10 mm. Un exemplu de utilizare a acestui procedeu de precomprimare este arătat în fig. 3.7.

11 2 ,5 0

AD e ta liu l A“

a . b .Fig. 3.7. Precomprimarea unui pod cu pene la cheie:

a. vedere generală; b. detaliu.

Prin folosirea cimenturilor expansive, care în timpul prizei produc o mărire de volum, se poate crea o stare de eforturi de compresiune în beton, (atunci când deformarea elementelor este împiedicată), de ordinul 25...35 daN/cm2.

3.2. Precomprimarea betonului prin intermediul armăturilor

3.2.1. Elemente cu armătură preîntinsă

Armătura se consideră preîntinsă, atunci când este tensionată înainte de turnarea betonului, precomprimarea acestuia implicând efectuarea următoarelor operaţii:

48

Page 5: Cap. 3-tehnologii de precomprimare a betonului

Cap. 3 TEHNOLOGII DE PRECOMPRIMARE A BETONULUI

- se întinde armătura de înaltă rezistenţă cu o intensitate prestabilită a forţei, printr-un anume procedeu mecanic şi se blochează în două reazeme fixe, care pot fi culeele standului de precomprimare (fig. 3.8a) sau pereţii unor tipare rigide (fig. 3.11, 3.12);

- se montează carcasa de armătură pasivă, specifică elementelor de beton armat obişnuit şi cofrajul ce stabileşte forma şi dimensiunile elementului, iar în final, se toarnă betonul, care se află în contact nemijlocit cu armăturile active şi pasive (fig. 3.8b);

- se suprimă legătura armăturii tensionate, cu puncte fixe, atunci când betonul prezintă o rezistenţă minimă necesară (cel puţin 70% din valoarea rezistenţei la rupere din compresiune); revenirea armăturii la lungimea iniţială, în virtutea proprietăţilor sale de elasticitate, fiind împiedicată de aderenţa ce s-a stabilit între cele două materiale în urma întăririi betonului, acesta este supus unor eforturi de compresiune (fig. 3.8c).

a )

b )

c )

Fig. 3.8. Schema de precomprimare a betonului prin preîntinderea armăturii:a. tensionarea armăturii; b. turnarea betonului; c. deblocarea armăturii (transfer).

Operaţia prin care eforturile din armătură, preluate iniţial de reazemele fixe (culee), se transmit betonului, ca urmare a faptului că se opune tendinţei de revenire elastică a armăturii după deblocare, poartă denumirea de transfer.

Porţiunea de la capetele elementului pe care acest fenomen se produce se numeşte lungime de transmitere (lt), la capătul acesteia regăsindu-se efortul de precomprimare din momentul transferului.

Transferul se poate realiza lent, eliberând armătura din ancoraje prin detensionare treptată cu ajutorul preselor hidraulice, sau brusc, prin tăierea armăturilor.

În cea de a doua situaţie, se produce o deteriorare locală a aderenţei la capătul elementului, iar lungimea de transmitere necesară, se consideră deplasată spre interiorul elementului.

În cazul elementar ce urmează a fi supuse în exploatare la încărcări repetate, care produc fenomenul de oboseală, realizarea transferului lent devine obligatorie.

Operaţia de preîntindere a armăturii se realizează în practică folosind diverse procedee, cele mai uzuale fiind:

- precomprimarea pe standuri lungi (fig. 3.9, 3.14);- precomprimarea în tipare metalice autoportante (fig. 3.11);- precomprimarea prin deflectarea armăturilor (fig. 3.15, 3.16, 3.18,

49

Page 6: Cap. 3-tehnologii de precomprimare a betonului

Cap. 3 TEHNOLOGII DE PRECOMPRIMARE A BETONULUI

3.21);- precomprimarea cu armătură preîntinsă continuă (fig. 3.12,

3.24, 3.25);- precomprimarea prin procedeul electrotermic (fig. 3.27, 3.28);- precomprimarea prin încărcarea elementelor (fig. 3.29).

a). Precomprimarea pe standuri lungi (fig. 3.9) , se pretează la producţia de serie, cu specific industrial, în fabrici sau ateliere de prefabricate.

Dispunerea reazemelor (culeelor) pe stand, se face la distanţe considerabile, astfel încât mai multe elemente identice să poată fi confecţionate prin intermediul aceluiaşi grup de armături pretensionate.

C a p ă t d etra g e re

D is ta n ţie ri te m p o ra r i C u le e

m e ta lic ăP la c ă d ea n c o ra re

C a p ă t f ix

Fig. 3.9. Preîntinderea armăturii cu traseu rectiliniu pe standuri lungi.

Armătura de oţel, longitudinală, din sârme, liţe şi toroane sau bare groase, se întinde între plăcile de blocare situate la cele două extremităţi ale standului.

La unul din capete, placa de blocare reazemă direct pe culeea metalică, iar la celălalt capăt (la capătul de tragere) se introduc temporar nişte distanţieri, între placă şi culee.

Reazemele de la capetele platformei sunt încastrate în blocuri masive de beton pentru a nu permite lunecări sau rotiri în teren.

Plăcile de blocare sunt confecţionate din oţel, au o grosime suficient de mare pentru a rămâne nedeformabile pe durata desfăşurării operaţiilor de tensionare şi blocare a firelor şi sunt prevăzute cu găuri pentru trecerea şi blocarea armăturilor.

După poziţionarea acestora, se execută tensionarea individuală a sârmelor cu ajutorul unei prese cu gol central sau în grup, folosind sisteme mecanice speciale, iar în final se procedează la blocarea capetelor.

Când betonul s-a întărit suficient pentru a prelua eforturile de compresiune ce-i revin, se înlocuiesc distanţierii temporari cu prese hidraulice care permit realizarea transferului lent al eforturilor la beton.

Întinderea armăturilor se poate executa şi în mod simultan cu ajutorul unei presei hidraulice, care este dispusă de la început între culee şi placa de blocare.

Blocarea armăturilor se realizează prin intermediul unor dispozitive tronconice care funcţionează pe principiul împănării.

Pana conică este formată din două sau trei bucăţi, fiind prevăzute cu un guler şi un colier de sârmă (fig. 3.10), pentru ca aceasta să fie fixată concentric în inel.

Pana poate avea caneluri pe faţa interioară care vine în contact cu armătura pentru o mai bună ancorare a acesteia.

50

Page 7: Cap. 3-tehnologii de precomprimare a betonului

Cap. 3 TEHNOLOGII DE PRECOMPRIMARE A BETONULUI

1

1 16 67 8

2 3 1 1 14 5

a )

c ) d )

b )

4

Fig. 3.10. Blocaje metalice pentru sârme şi toroane cu inel şi pană tronconică:a., b., cu inel; c. cu inel şi resort; d. cu inel şi resort cu două capete:

1. inel; 2. pană tronconică realizată din două (4) sau trei bucăţi (5); 3. colier de sârmă; 6. resort; 7. cap filetat; 8. cap filetat dublu.

Armăturile preîntinse pe standuri lungi au în general trasee rectilinii, dar pot constitui şi contururi poligonale deschise sau închise, având forme diferite şi fiind dezvoltate, în general, în plan orizontal (fig. 3.13,3.15,3.21).

Acest sistem prezintă avantajul exercitării unui control riguros asupra mărimii tensiunilor pe laturile conturului şi permite preîntinderea simultană a unui număr însemnat de contururi poligonale.

b). Precomprimarea în tipare metalice autoportante (fig. 3.11) se realizează cu ajutorul unor armături care se fixează după tensionare prin intermediul unor dispozitive de tipul celor prezentate în fig. 3.10, chiar la capetele cofrajului.

Acesta trebuie să fie suficient de rezistent şi rigid, pentru a prelua forţa din armături, fără a se deforma.

Procedeul poate deveni eficient, când serveşte la executarea unui număr ridicat de elemente, astfel încât prin reutilizare să se amortizeze cu uşurinţă costul ridicat al tiparelor.

Tensionarea armăturilor se face fir cu fir, cu ajutorul unei prese hidraulice monofilare (fig. 3.11a), sau prin segmentarea cofrajului şi îndepărtarea capătului mobil cu ajutorul unei prese hidraulice, după ce în prealabil armăturile au fost blocate (fig. 3.11b).

51

Page 8: Cap. 3-tehnologii de precomprimare a betonului

Cap. 3 TEHNOLOGII DE PRECOMPRIMARE A BETONULUI

B e to n

B e to nA rm ă tu ră p re în tin săT ip a r

a )

b )

P a r te a f ix ăa t ip a ru lu i

P re să

A rm ă tu răp re în tin să

P a r te am o b ilă atip a ru lu i

Fig. 3.11. Tensionarea prealabilă a armăturii active pe tipare metalice rigide:a. tipar monobloc; b. tipar segmentat.

Atunci când se folosesc armături continue cu lungimea mai mare decât a elementului, la capătul fix armătura este trecută prin bucle peste dornuri sau role, în scopul reducerii frecării şi a uniformizării efortului în fire (fig. 3.12).

52

Page 9: Cap. 3-tehnologii de precomprimare a betonului

Cap. 3 TEHNOLOGII DE PRECOMPRIMARE A BETONULUI

1 2 2 4 5

5

42

2

1

1 2

1

6

6

7

8

a .

b .

c .

d .

e .

Fig. 3.12. Sistem de deflectare a armăturii preîntinse dispuse după două direcţii ortogonale în plăci plane, prevăzut cu role pentru echilibrarea eforturilor în fire.

c). Precomprimarea prin deflectarea armăturilor se face în scopul realizării unor elemente şi structuri performante urmărind dirijarea raţională a tensiunilor iniţiale, folosind procedeul mecanic sau electrotermic.

Deflectarea are ca scop realizarea unor trasee poligonale deschise sau închise, executate, atât în plan orizontal (fig. 3.13), cât şi în plan vertical (fig. 3.14), astfel încât armătura pretensionată să se apropie cât mai mult de direcţia eforturilor periculoase de întindere generate de încărcările de exploatare.

În cazul când armăturilor preîntinse care, în mod obişnuit sunt rectilinii, li se imprimă un traseu poligonal, se pot obţine soluţii constructive deosebit de raţionale pentru majoritatea elementelor structurale liniare şi plane (grinzi cu inimă plină, ferme, arce, cadre, plăci), precum şi pentru o categorie largă de construcţii inginereşti (canale, conducte, buncăre, rezervoare, silozi).

53

Page 10: Cap. 3-tehnologii de precomprimare a betonului

Cap. 3 TEHNOLOGII DE PRECOMPRIMARE A BETONULUI

8 5 2 4B

6

71339

1

3

S p re c a p ă tu la c tiv a ls ta n d u lu i

S p re c a p ă tu lp a s iv (d e a n c o ra re )a l s ta n d u lu i

a .

b .

Fig. 3.13 – Procedeu de preîntindere a armăturilor din oţel de înaltă rezistenţă sub formă de inele nesegmentate dispuse în plan orizontal:a. inele închise; b. inele deschise: 1. armătură inelară; 2. distanţieri; 3, 4. bride; 5, 6, 7, 8, 9. elemente metalice fixe de stand şi de acţionare.

P re săC a p ă ta c tiv

A n c o ra j

D is p o z it iv p e n d u la rc u ro le C a p ă t

p a s iv

T = T + T1 2

T = T + T1 2

T = T + T1 2

T = T + T1 2

F D

F D

F A F A F A

F D

F D

F D

F D

F D

F D

P rin d e rep e n d u la ră

a .

b .

c .

d .

Fig. 3.14 – Procedeu de deflectare în plan vertical a armăturilor preîntinse cu traseu poligonal deschis:a. prin tensionare de la un capăt cu dispozitive pendulare cu role de susţinere a sârmelor; b. prin tragere simultană în sus a armăturilor iniţial rectilinii; c. prin împingere simultană în jos a armăturilor iniţial rectilinii; d. prin împingere şi tragere simultană a armăturilor care aveau iniţial traseu rectiliniu.

Existenţa unor armături active deflectate în zonele de capăt ale prefabricatelor ce urmează a fi asamblate pe şantier în vederea realizării structurilor de rezistenţă, pot contribui la obţinerea unor soluţii eficiente de continuizarea pe reazeme a elementelor componente.

54

Page 11: Cap. 3-tehnologii de precomprimare a betonului

Cap. 3 TEHNOLOGII DE PRECOMPRIMARE A BETONULUI

Dispunerea armăturilor pretensionate după trasee poligonale în plăcile plane (fig. 3.13) contribuie la reducerea efectelor nefavorabile rezultate în urma precomprimării cu sârme rectilinii situate la extremităţile secţiunii transversale.

Poziţionarea excentrică a armăturii active generează tensiuni periculoase din precomprimare în zonele de reazem ale plăcilor.

Astfel, când armătura activă se găseşte la partea inferioară a plăcii, în fibrele superioare pot apare, din acţiunea precomprimării, în anumite condiţii de rezemare pe contur, tensiuni de acelaşi semn cu cele produse de încărcările exterioare şi care se exercită după realizarea legăturilor de continuitate.

În această situaţie este favorizată apariţia fisurilor la faţa superioară a plăcii, ceea ce impune, micşorarea excentricităţii forţei de precomprimare, prin ridicarea armăturilor pe reazeme.

Imediat după efectuarea transferului, când elementele, simplu rezemate la extremităţi sunt supuse, de regulă, numai acţiunii precomprimării şi greutăţii proprii, este indicat să se adopte trasee poligonale, obţinute prin diferite procedee de deflectare a armăturilor active (fig. 3.14).

Această modalitate de precomprimare a unei categorii de elemente folosite larg în practica curentă, prezintă un interes deosebit, mai ales că, folosirea tehnologiei de posttensionare a armăturii, care asigură premisele eliminării deficienţelor generate de existenţa traseelor rectilinii, implică costuri mai ridicate cu 10...30 %, faţă de soluţia cu armătură preîntinsă.

În principiu, deflectarea armăturii în plan vertical după un traseu poligonal deschis, se poate realiza în două moduri:

- prin fixarea armăturii în puncte de deflectare înainte de tensionarea acestora (fig. 3.14, a şi b), situaţie în care trebuie să se ţină cont de inconvenienţele ce decurg din existenţa punctelor de schimbare a traseului armăturii (surse care generează pierderi de tensiune prin frecare) şi de ancorare în platformă;

- prin tensionarea armăturii după un traseu rectiliniu, într-o primă fază, la un efort mai mic decât cel prescris (T1), urmând ca ulterior aceasta să fie deflectată prin exercitarea unor forţe descendente (FD) sau ascedente (FA), prin această acţiune rezultând un efort suplimentar (T2), care sporeşte efortul iniţial până la valoarea T = T1 + T2, prevăzută în proiect (fig. 3.14 c,d).

Deflectarea pe verticală a armăturii pretensionate se foloseşte de regulă în cazul elementelor prefabricate cu înălţime mare, caracterizate prin greutate proprie importantă, caz în care, prin sporirea excentricităţii armăturii în zona centrală a elementului se obţine o eficienţă sporită a precomprimării, pentru valori relativ reduse ale forţei introduse.

Totodată, prin ridicarea armăturii în zonele de capăt, rezultă o reducere semnificativă a mărimii forţei tăietoare, inclusiv a eforturilor unitare principale de întindere.

Armăturile deflectate în plan vertical necesită prevederea unor dispozitive intermediare de deviere a traseului, care generează apariţia unor importante forţe concentrate ce trebuie transmise platformei şi preluate de aceasta, în condiţii corespunzătoare.

În consecinţă, platforma trebuie concepută astfel încât să prezinte rezistenţă şi rigiditate suficientă pentru a face faţă celor mai defavorabile solicitări produse de respectivele dispozitive.

55

Page 12: Cap. 3-tehnologii de precomprimare a betonului

Cap. 3 TEHNOLOGII DE PRECOMPRIMARE A BETONULUI

Traseele poligonale deschise în plan orizontal (fig. 3.15, 3.16) necesită, în vederea realizării deflectării, folosirea unor bride şi distanţieri independenţi de platforma pe care se realizează, ceea ce face să fie mai avantajoase decât dispozitivele folosite pentru realizarea deflectării în plan vertical.

G rin d ă m e ta lic ă

G r in d ă m e ta lic ăG r in d ă m e ta lic ă

G r in d ă G r in d ă m e ta lic ă f ix ă

G r in d ă m e ta lic ă

G r in d ă

G r in d ă

C u le e

C u le e

Ş u ru b

Ş u ru b

P re să P o m p ă

P o m p ă

A rm ă tu ri C u le e

C u le e

B r id e m o b ile

B r id e m o b ile D is ta n ţie r A rm ă tu ră B r id e fix e

E le m e n t m o b il d e s ta n d

E le m e n t m o b il d e s ta n d

P re să

P o m p ă

P o m p ăP o m p ă B r id e A rm a re

a )

a )

b )

b )

E le m e n t m o b il d e s ta n d

A

B

Fig. 3.15. Deflectarea armăturii active în plan orizontal prin procedee mecanice în vederea executării unor grinzi cu inimă plină:A. pe standuri fixe: a. folosind bride mobile; b. folosind distanţieri şi bride fixe; B. pe standuri mobile; a. pentru un singur element; b. pentru două şi mai multe elemente.

4

5 6 1 4

N

N

2315

5 5

5

2 1

1

7

3

8

a .

b .

Fig. 3.16. Sisteme de deflectare a armăturilor preîntinse în plan orizontal în vederea realizării unor trasee poligonale deschise pentru tiranţii grinzilor cu zăbrele:a. cu talpa superioară dreaptă; b. cu talpa superioară frântă: 1. armătură tensionată; 2, 6. distanţieri rigizi; 3-bridă; 4. tirant; 5. talpa comprimată; 7. culee; 8. traversă mobilă.

56

Page 13: Cap. 3-tehnologii de precomprimare a betonului

Cap. 3 TEHNOLOGII DE PRECOMPRIMARE A BETONULUI

Realizarea unor trasee frânte pentru armăturile active în zonele de capăt ale grinzilor cu inimă plină, folosind procedeul de deflectare a sârmelor sau barelor, favorizează obţinerea unor soluţii raţionale de asigurare a continuităţii pe reazem între două elemente vecine (fig. 3.17, 3.18).

1

2

2

4

4 13

A

A

B

B

A - A B - B4 2

2

a )

b )

Fig. 3.17. Înnădirea armăturilor pretensionate: a. prin bucle şi dorn; b. prin manşoane; 1. dorn; 2, 3. armături pretensionate; 4. inel de strângere (manşon de înnădire).

57

Page 14: Cap. 3-tehnologii de precomprimare a betonului

Cap. 3 TEHNOLOGII DE PRECOMPRIMARE A BETONULUI

N c

N c

N c

N c

2 1

a 1

a 2

B

3 4

2 1

4

3 3

A

44

Fig. 3.18. Deflectarea armăturilor active în vederea înnădirii acestora pe reazem: A. sisteme de realizare a traseelor poligonale; B. procedeu de înnădire cu dorn.

În baza unor principii similare se realizează tensionarea unor contururi poligonale închise.

Acestea pot avea conformări diferite, se dezvoltă, de regulă, în plan orizontal şi servesc la realizarea elementelor structurilor plane şi spaţiale (fig. 3.19, 3.20).

d e f g

a b c

Fig. 3.19. Tipuri de structuri la care precomprimarea zonelor întinse se poate realiza cu ajutorul inelelor nesegmentate.

58

Page 15: Cap. 3-tehnologii de precomprimare a betonului

Cap. 3 TEHNOLOGII DE PRECOMPRIMARE A BETONULUI

3 0 0

300

3 0 0

300

3 0 0

300

4

1 6

P 1

Fig. 3.20. Soluţii de îmbinare şi asamblare a inelelor închise precomprimate în vederea realizării sistemelor celulare spaţiale:

1. inele preîntinse; 4. element celular precomprimat; 6. sistem de îmbinare a inelelor

În acest sens se pot folosi diverse procedee mecanice, aşa cum sunt cele prezentate în fig. 3.21, 3.22, 3.23.

Aceste procedee se referă la tensionarea armăturilor sub formă de inele nesegmentate dispuse în lanţ pentru elemente precomprimate de contur închis sau prevăzute cu bucle de continuitate în cazul elementelor precomprimate de formă liniară.

Ansamblurile de preîntindere a armăturilor prezentate în figurile alăturate sunt prevăzute cu bride de tensionare, inele de fixare, distanţieri rigizi mobili de menţinere în stare tensionată a inelelor nesegmentate, dornuri metalice, elemente de stand şi de tensionare.

Tensionarea inelelor nesegmentate se realizează prin tragerea acestora de la capete prin intermediul elementelor de stand şi a dispozitivului de tensionare.

59

Page 16: Cap. 3-tehnologii de precomprimare a betonului

Cap. 3 TEHNOLOGII DE PRECOMPRIMARE A BETONULUI

F

1

9 2 3

1 3 5

5

12

4 0 5

1

20

18

25

25

F

2

11

11

1 09

42

9

11314

5 2 4

2319

3 4

2211 2

1 2 3 7 8 1

1111

8

8 1

30 c

m

1 41 -1

4

1

5 0

1 2

A

B

C

Fig. 3.21. Procedee de preîntindere a armăturilor sub formă de inele nesegmentate: A. schema de tensionare a lanţurilor de inele; B. tipuri de elemente precomprimate având contur închis;C. elemente liniare precomprimate prevăzute cu bucle de

continuitate: 1. forme de inele preîntinse; 2. bride de tensionare; 3. distanţieri; 4. element precomprimat; 5. inele de fixare; 6. elemente de îmbinare a inelelor; 7. dornuri; 8. bucle; 9, 10, 11, 12. elemente de stand şi de tensionare.

60

Page 17: Cap. 3-tehnologii de precomprimare a betonului

Cap. 3 TEHNOLOGII DE PRECOMPRIMARE A BETONULUI

3 1 2 3 1 6

1 3

61

1 3

2

4a .

b .

Fig. 3.22. Procedeu de pretensionare a armăturilor deflectate pentru armarea unor elemente de cadru: a. prin lanţuri deschise; b. prin lanţuri închise: 1. armătură preîntinsă; 2. brida de legătură întinsă mobili; 3. distanţier mobil; 4. element prefabricat; 5. reazem de stand; 6-sistem de acţionare.

a )

b )

c )1 2 1 3 2

5 6

12

2

1

Fig. 3.23. Sistem de tensionare a armăturilor deflectate prin procedeul mecanic cu inele nesegmentate pentru cadre:a. sistem de tensionare a armăturilor; b. cadrul portal pentru construcţii cu un nivel; c. structură etajată alcătuită din cadre portal.

d). Precomprimarea cu armătură preîntinsă continuă se poate efectua prin înfăşurarea armăturii ca urmare a rotirii tiparului (fig. 3.24) sau datorită deplasării instalaţiei de întindere (fig. 3.25, 3.26).

61

Page 18: Cap. 3-tehnologii de precomprimare a betonului

Cap. 3 TEHNOLOGII DE PRECOMPRIMARE A BETONULUI

1 2

3

4

56

78

Fig. 3.24. Înfăşurarea armăturii întinse prin rotirea tiparului:1. rolă cu armătură; 2. mecanism de ghidare; 3. instalaţie de întindere; 4. contragreutate; 5. tipar rotitor; 6. armătură preîntinsă; 7. masă rotitoare; 8. bolţuri.

1

2 3

4

56

7

Fig. 3.25. Înfăşurarea armăturii întinse prin deplasarea instalaţiei de întindere:1. instalaţia întindere mobilă; 2. contragreutate; 3. rolă de sârmă; 4. instalaţie de ghidare deplasabilă transversal; 5.

cale de rulare; 6. tipar (masă) rigidă; 7. conductori electrici

2 3 1 2 3 1

4

Fig. 3.26. Detaliu de fixare pe tipar a armăturii întinse înfăşurate:1. armătură întinsă; 2. bolţ fixat pe tipar; 3. manşon (rămâne în beton); 4. tipar.

Primul sistem este folosit la realizarea plăcilor, grinzilor cu zăbrele, a panourilor de cale ferată şi implică efectuarea următoarelor operaţii:

- derularea sârmei de pe un tambur (1), şi trecerea acestuia printr-un dispozitiv de frânare;

62

Page 19: Cap. 3-tehnologii de precomprimare a betonului

Cap. 3 TEHNOLOGII DE PRECOMPRIMARE A BETONULUI

- menţinerea unei tensiuni corecte în sârmă, prin intermediul unor greutăţi (4);

- montarea capului de întindere (5) şi a tiparului, pe o masă rotativă (7);

- realizarea reţelei de armătură pretensionată;- blocarea armăturii şi schimbarea direcţiei acesteia cu ajutorul unor

dornuri metalice fixate pe tipar şi a unor cupoane de ţeavă care îmbracă dornurile;

- turnarea betonului;- ridicarea tiparului după întărirea betonului.

e). Precomprimarea prin procedeul electrotermic foloseşte, de regulă, armături sub formă de bare groase, simplificând mult procesul de execuţie.

Încălzirea prealabilă a barelor se face timp de 3...5 minute, cu ajutorul unui curent electric de 50V şi o intensitate de 50A, pentru o secţiune de 1,0 cm2.

Se poate obţine astfel o încălzire a barelor până la o temperatură de 350-400oC, care produce o alungire echivalentă cu o pretensionare la un efort de control ( ) de 700...800 N/mm2, ceea ce este suficient pentru a realiza o stare de compresiune permanentă în beton pe durata exploatării (fig. 3.27).

Barele, în stare alungită, se fixează cu ajutorul unor dispozitive mecanice simple în reazeme rigide, cele mai indicate fiind ancorajele individuale cu pene (fig. 3.10).

Acestea se opun revenirii barelor la lungimea iniţială, o dată cu scăderea temperaturii, care are loc după deconectarea de la reţea.

1 5 3 2

Fig. 3.27. Procedeul electrotermic de întindere a armăturii:l. armătură (bare); 2. ureche; 3. culee; 4. platformă; 5. beton.

Pentru a nu obţine la răcire un efect prea scăzut al precomprimării, este necesar ca diferenţa de lungime între punctele de ancoraj şi cofraje să fie cât mai mică.

Diferenţa de 1mm/m determină o pierdere de tensiune de 200 N/mm2, ceea ce este prea mult faţă de valoarea efortului de control introdus.

Aplicând procedeul termoelectric de tensionare prealabilă a armăturii se pot obţine trasee poligonale ale acesteia, prin deflectare, atât în plan orizontal, cât şi vertical (fig. 3.28).

63

Page 20: Cap. 3-tehnologii de precomprimare a betonului

Cap. 3 TEHNOLOGII DE PRECOMPRIMARE A BETONULUI

R e ţe a

R e ţe a

R e ţe a

G r in d ă m e ta lic ă f ix ă B r id e D is ta n ţie ri

A rm ă tu ră p re te n s io n a tăE le m e n t p re c o m p r im a tT ra n sfo rm a to r i

G r in d ăB o lţu r i

S u sp e n so r C a d ru

A rm ă tu răT ra n sfo rm a to r

A

B

a .

b 1

b 2

Fig. 3.28. Deflectarea armăturii active prin procedeul electrotermic: A. în plan orizontal; B. în plan vertical; b1. folosind bolţuri fixate în platformă; b2. folosind distanţieri suspendaţi de cadre metalice.

După turnarea şi întărirea betonului se efectuează operaţia de transfer, prin deblocarea barelor din culee. Obţinându-se starea de compresiune în beton, ca urmare a faptului că acesta întărindu-se, nu mai permite armăturii să revină la lungimea avută înainte de încălzirea electrotermică.

f). Precomprimarea prin încărcarea elementelor. Tehnologia de preîntindere a armăturilor active în scopul obţinerii unor stări avantajoase de tensiuni în elementele ce vor fi solicitate ulterior la întindere, poate fi folosită în scopul realizării elementelor liniare de mari dimensiuni, prin asamblarea acestora din bolţari prefabricaţi (fig. 3.29).

64

Page 21: Cap. 3-tehnologii de precomprimare a betonului

Cap. 3 TEHNOLOGII DE PRECOMPRIMARE A BETONULUI

6

6

5 5

2 2

3

3

2

4 1

5

6

A

5

5

D e ta liu “ A ”

1

1

a .

b .

Fig. 3.29. Scheme de precomprimare a tirantului unor elemente liniare alcătuit din bolţari prefabricaţi: a. arc; b. grindă cu zăbrele; 1. panou prefabricat; 2. tirant de fixare a capetelor;3. armătură pretensionată; 4. rosturi de îmbinare la talpa

superioară; 5. element de blocare; 6. dispozitiv de tensionare.

În acest sens, pentru arce şi grinzi cu zăbrele, a fost imaginat şi pus în practică un procedeu de precomprimare a tirantului, aplicând în nodurile tălpii superioare forţe concentrate care simulează încărcările reale ce vor fi exercitate în exploatare.

Forţele sunt produse de cricuri hidraulice situate în dreptul nodurilor a două elemente gemene dispuse simetric unul faţă de celălalt pe o platformă orizontală.

Pentru a asigura poziţia stabilă a zonelor de capăt a elementelor pe durata derulării operaţiilor de asamblare a bolţarilor, în dreptul viitoarelor reazeme se introduc juguri metalice inextensibile.

În nodurile bolţarilor ce prefigurează traseul viitorului tirant, au fost lăsate goluri la turnare, în care se introduc şi se blochează la capete, prin ancoraje fixe, armăturile de înaltă rezistenţă.

Prin intermediul acestora se va realiza, nu numai precomprimarea betonului, ci şi asamblarea într-un element unic a bolţarilor de dimensiuni reduse.

65

Page 22: Cap. 3-tehnologii de precomprimare a betonului

Cap. 3 TEHNOLOGII DE PRECOMPRIMARE A BETONULUI

Acţionând simultan presele hidraulice, se realizează tensionarea la nivelul dorit a armăturilor longitudinale din tirant.

În starea deformată a sistemului se toarnă beton în tirant şi se urmăreşte ca acesta să ajungă la rezistenţa necesară pentru a prelua, în bune condiţii, eforturile de compresiune ce-i revin în urma transferului realizat prin descărcarea lentă a preselor.

Starea de compresiune în tirant se poate obţine renunţând la procesele umede pe şantier, dacă se blochează nodurile inferioare ale elementului aflat în stare deformată prin introducerea unor bare prefabricate în formă de uluc (∏), care împiedică revenirea nodurilor la starea iniţială după descărcarea cricurilor hidraulice.

Acest procedeu de realizare simultană a două operaţii deosebit de importante pentru obţinerea unor sisteme constructive performante (precomprimarea şi asamblarea bolţarilor), prezintă o serie de avantaje, printre care o importanţă aparte o are faptul că, o dată cu edificarea sistemului constructiv, se face şi verificarea prin încercare a celor două elemente precomprimate.

Pentru a lua în considerare pierderile de tensiuni ce se produc inerent datorită impreciziilor ce intervin în derularea lanţului de operaţii descrise mai sus, se recomandă ca forţele exercitate prin acţionarea preselor, să fie mai mari decât cele ce se vor dezvolta în exploatare cu aproximativ 40%.

3.2.2. Elemente cu armătură postîntinsă

Postîntinderea armăturilor se obţine prin diverse procedee, care depind de specificul elementelor din care fac parte dar, mai ales, de funcţiunile structurii din care urmează să facă parte.

Cele mai cunoscute tehnologii de tensionare pot fi grupate astfel:- prin păstrarea traseului armăturii;- prin înfăşurarea armăturilor;- prin încălzirea electrotermică a armăturilor.

Armătura se consideră postîntinsă atunci când este tensionată după turnarea şi întărirea betonului.

Pentru a fi asigurată deformarea independentă a celor două materiale ce alcătuiesc elementul (alungirea armăturii şi scurtarea betonului), este necesar să se evite aderarea betonului la armătură, motiv pentru care armătura se introduce în canale speciale realizate cu ajutorul unor teci metalice (fig. 3.30).

Armătura se tensionează individual cu ajutorul preselor hidraulice care reazemă direct pe elementul de beton, precomprimându-l (fig. 3.31, 3.32).

Fig. 3.30. Fazele precomprimării cu armătură postîntinsă:66

P PP P

P PC a n a l

E le m e n t d e b e to n

A n c o ra j C o n tra s ă g e a tă

P

P

P

P

C a n a l in je c to r

a .

b .

c .

Page 23: Cap. 3-tehnologii de precomprimare a betonului

Cap. 3 TEHNOLOGII DE PRECOMPRIMARE A BETONULUI

a. înainte de tensionarea armăturii; b. după precomprimare; c. după injectarea canalului.

Acest procedeu tehnologic comportă următoarele operaţii:- se confecţionează elementul de beton în care se realizează canale ce

urmează traseul armăturilor (fig. 3.31a);- se introduce armătura în canale, întinzându-se printr-un procedeu

oarecare, de la unul sau de la ambele capete; la atingerea efortului indicat de proiectant în armătură, aceasta se menţine în stare tensionată, prin blocarea (fixarea) la capete cu ajutorul ancorajelor (fig. 3.31b);

- se injectează în canale lapte de ciment sau mortar de ciment, pentru a proteja armătura împotriva coroziunii şi pentru a realiza aderenţa acesteia cu betonul (fig. 3.31c);

- se betonează capetele elementului pentru a proteja ancorajele metalice.

Fig. 3.31. Schemă de precomprimare prin postîntinderea armăturii.

Postîntinderea armăturii, în cazul când nu se modifică traseul acestora, se face cu ajutorul unor dispozitive mecanice, cum ar fi, chei dinamometrice, manşoane cu filet în dublu sens, dar în special, utilizând prese hidraulice.

Întinderea se poate face de la un capăt (fig. 3.32a) sau de la ambele extremităţi, concomitent (fig. 3.32b), când atât elementul de beton cât şi armătura activă sunt realizate dintr-o singură bucată.

Întinderea se poate face între extremităţile elementului, fie prin apropierea celor două segmente de armături (fig. 3.32c), fie prin îndepărtarea celor două tronsoane de beton (fig. 3.32d).

67

E ta p a I

E ta p a I I

E ta p a I I I

E le m e n t d e b e to nA rm ă tu ră

P re să

B e to n d e p ro te c ţie

A n c o ra jC a n a l in je c ta t

C a n a la .

b .

c .

Page 24: Cap. 3-tehnologii de precomprimare a betonului

Cap. 3 TEHNOLOGII DE PRECOMPRIMARE A BETONULUI

A rm ă tu ră în tin să

A n c o ra j

A n c o ra j

A n c o ra j

Anc

oraj

Anc

oraj

P

P

P

PPP

a )

b )

c )

d )

A rm ă tu ră în tin să

D isp o z itiv d e în tin d e re a a rm ă tu rii

P

P

P

P re să p e n tru în d e p ă rta re a tro n so a n e lo r d e b e to n

Fig. 3.32. Modalităţi de întindere a armăturilor:a. de la o extremitate; b. de la ambele extremităţi; c. prin apropierea armăturilor segmentate; d. prin îndepărtarea tronsoanelor de beton.

În ultimele două cazuri, operaţia de tensionare este precedată de fixarea armăturilor prin ancoraje la extremităţile elementului de beton.

Alegerea tipului de presă hidraulică ce urmează a fi folosită la tensionarea armăturilor, se face în funcţie de tipul acestora, al ancorajului şi, nu în ultimul rând, de mărimea forţei ce urmează a fi introdusă.

Realizarea postcomprimării elementelor de beton este condiţionată de posibilitatea deformării libere a acestora, altfel efectul precomprimării fiind nesigur.

Pentru tensionarea şi blocarea fasciculelor alcătuite dintr-un număr redus de sârme (12 sau 24) se foloseşte în mod curent procedeul de precomprimare cu presă cu dublu efect şi autoclavetare automată, care utilizează principiul sistemului Freyssinet.

Operaţiile îndeplinite sunt următoarele: tensionarea fasciculului, blocarea conului în ancorajul definitiv şi declavetarea (deblocarea) armăturii din ancorajul de inventar (prin intermediul penelor metalice) cu care este prevăzută presa (fig. 3.33).

57

8 4 2 1 0 6 3 11 9 1 0

Fig. 3.33. Secţiune transversală printr-o presă cu dublu efect.

68

Page 25: Cap. 3-tehnologii de precomprimare a betonului

Cap. 3 TEHNOLOGII DE PRECOMPRIMARE A BETONULUI

La tensionarea armăturii sub formă de fascicul, presa reazemă pe ancorajul metalic inel con (0) înglobat în corpul elementului, prin intermediul unui inel de inventar (1).

Sârmele fasciculului se fixează pe cilindrul presei (2) cu ajutorul unor pene plate (3).

În continuare se introduce ulei sub presiune în camera (4) printr-un furtun flexibil fixat la presă, prin orificiul (5) şi alimentat de la o pompă, cauzând îndepărtarea presei de element şi întinderea sârmelor.

După realizarea tensiunii dorite în armătură, se închide admisia în camera de presiune (4) şi se introduce ulei sub presiune în camera de blocare (6) prin intermediul tijei de legătură (8) şi a celui de al doilea furtun flexibil fixat la orificiul (7).

Se acţionează astfel pistonul de blocare (9) care împinge şi blochează conul în inelul de ancoraj.

Deblocarea sârmelor din ancorajul provizoriu cu clavete (3) se face prin descărcarea camerei de presiune (4), deschizând orificiul (5) şi introducând în continuare fluid în camera de blocare (6), care comunică cu camera de retur (10).

În consecinţă, partea frontală a presei este readusă în poziţia iniţială, iar penele plate (3) sunt scoase din locaşurile lor cu ajutorul unor praguri (11), existente pe capul presei.

Unele tipuri de prese fabricate la noi în ţară erau prevăzute cu un gol central şi prezentau avantajul unei centrări mai bune a armăturii.

Ancorajele folosite în cazul toroanelor sunt de tipul inel-con prezentate în fig. 3.10, care funcţionează pe principiul împănării.

Tehnologiile de precomprimare a betonului din elementele structurale, se pot clasifica în funcţie de următoarele criterii esenţiale (fig. 3.34): procedeul de tensionare a armăturii; tipul armăturii; modul de ancorare a armăturii; procedeul de asigurare a conlucrării cu betonul; perioada de tensionare a armăturii.

Combinarea diferitelor procedee de obţinere a precomprimării betonului, conduce la obţinerea unui număr de elemente şi procedee de execuţie a acestora.

69

Page 26: Cap. 3-tehnologii de precomprimare a betonului

Cap. 3 TEHNOLOGII DE PRECOMPRIMARE A BETONULUI

P ro ced eu d e an co ra rea a rm ătu rii în b eto n

P ro ced eu d e an co ra rea a rm ătu rii în b eto n

P r in a d eren ţa ca re a p are du p ă injec ta rea m or ta rulu i sa u d up ă b e to n a re

A n co rajecu b uc lă

A n co raje în eca te

P e b ază d e a d eren ţă , even tu al co m b in a t cu a n co raje

C u a n co raje con cen tra te

P ro ced eu d e co n fecţio n a rea a rm ătu rii

P ro ced eu d e co n fecţio n a rea a rm ătu rii

P erioa d a d e în tin derea a rm ătu rii

P erioa d a d e în tin derea a rm ătu rii

D u p ă ce b e to n u l a ajun s la o re zistenţă su fic ien tă p entru prelua rea for ţe i d e preco m p rim are

D u p ă ce b e to n u l a ajun s la o re zistenţă su fic ien tă p entru prelua rea for ţe i d e preco m p rim are

N a tu ra procesu lui teh n o-lo g ice d e p retens io n a re aa rm ă tur ii

O rg a n izarea p ro cesu lu iteh n olo gic d e execu iea e lem entu lu i

ţ

În procesu lîn făşu ră r ii

D u p ă te rm in a-rea în făşu ră r ii

D u p ă te r-m ina rea a rm ă tur ii

Tip u l de a rm ă tu ră

Tip u l de a rm ă tu ră B a re cu dia m etru l m a re ş i profil p er io d ic

Tip u l de a n cora j

Tip u l de a n cora j

F ă r ă a n c o r a j e C u b u clă În ecate

A rm a re co ntin u ă

A rm are co n tinu ă

A rm are co n tinu ăA rm are lin iară

A rm are lin iară A rm are lin iară

A rm are lin iară

P rin freca re şi a d eren ţă(fă ră a n cora je co ncentra te)

B a re lam in a te la ca ld , cu profil p er io d ic

B a re la m ina te la ca ld , cu profil p er io d ic

S â rm ă su b fo rm ă d e fa sc icu le ,ca blur i ş i îm p le titu r i

S â rm ă su b fo rm ă d efa scicule,îm p le titu r i ş i ca b lu ri

B a re la m ina te la ca ld , n e tede ş i cu profil p e riod ic

C u a n co raje con cen tra te

a )

b )

Fig. 3.34. Tehnologii de executare a elementelor precomprimate folosind procedeul mecanic, în fabrici şi pe şantier:

a. prin preîntinderea armăturii; b. prin postîntinderea armăturii.

În cazul recipienţilor pentru înmagazinarea lichidelor sau a tuburilor (conductelor) de presiune, ce au rolul de a asigura transportul fluidelor şi care au formă cilindrică, postîntinderea armăturilor situate, de regulă la exteriorul elementelor, se face prin înfăşurare.

70

Page 27: Cap. 3-tehnologii de precomprimare a betonului

Cap. 3 TEHNOLOGII DE PRECOMPRIMARE A BETONULUI

Problema precomprimării recipienţilor de formă circulară, realizaţi în scopul înmagazinării lichidelor şi gazelor sub presiune, va fi tratată pe larg într-un alt capitol.

Deoarece armătura activă nu se mai introduce în canale amenajate special în masa de beton (aşa cum se întâmplă atunci când armătura nu-şi modifică forma pe durata tensionării sârmelor), cea mai importantă problemă pentru astfel de structuri o constituie protecţia armăturii active împotriva coroziunii.

Sensibilitatea oţelului superior tensionat faţă de acţiunile agresive precum şi unele accidente ce au intervenit pe durata exploatării construcţiilor precomprimate prin înfăşurare, au generat o oarecare rezervă faţă de extinderea procedeelor ce nu garantează o protecţie corespunzătoare.

În funcţie de tipul construcţiei, există numeroase procedee de înfăşurare sub tensiune a sârmelor pe miezul de beton.

Pentru procedeul din fig. 3.35a, la înfăşurarea armăturii, tubul trebuie să fie capabil de a prelua momente încovoietoare produse în cadrul acestei operaţii. Sistemul prezentat în fig. 3.35b, elimină aproape complet aceste momente încovoietoare.

După precomprimare, sârmele sunt protejate cu un strat de beton aplicat, fie prin torcretare, fie cu ajutorul unui distribuitor care presează concomitent betonul prin cilindrare.

Fig. 3.35. Procedee de precomprimare a tuburilor cu (a) şi fără (b) apariţia unor momente încovoietoare la înfăşurarea armăturii.

3.2.3. Comparaţie între procedeele de precomprimare a betonului în cazul elementelor liniare

Procedeele de precomprimare utilizate în practica curentă se caracterizează printr-o serie de avantaje şi dezavantaje, care decurg din particularităţile ce le prezintă.

71

a )

b ) G re u ta te a G = P

P

F râ n a rep r in în fă şu ra re G = 7 P

Page 28: Cap. 3-tehnologii de precomprimare a betonului

Cap. 3 TEHNOLOGII DE PRECOMPRIMARE A BETONULUI

Decizia privind adoptarea unei anumite metode de precomprimare, trebuie să ia în considerare amploarea proiectului, necesităţile structurale, precum şi factorii economici.

În cazul elementelor cu armătură preîntinsă, transmiterea eforturilor de la armătură la beton, se face în mod direct, prin aderenţă, pe toată lungimea acestora.

Se asigură astfel stări de tensiuni şi deformaţii uniforme în toate secţiunile transversale, indiferent de poziţia lor în cadrul elementului.

În procedeul de posttensionare a armăturilor, transferul eforturilor de la armătură la beton se face prin intermediul dispozitivelor de ancorare, situate de regulă la extremităţile elementelor.

Astfel, starea iniţială de eforturi în beton se realizează în baza proprietăţii de compresibilitate a materialului, prezentând intensităţi din ce în ce mai reduse, o dată cu îndepărtarea de zona ancorajelor, unde este maximă.

Rezultă că, din punct de vedere calitativ, procedeul de precomprimare prin preîntinderea armăturii, este net superior celui de postîntindere.

Obţinerea unui efort de întindere în armătură, cât mai uniform pe traseu, în acest din urmă caz, presupune existenţa unor frecări nule între beton şi armătură, ceea ce, practic, este imposibil, mai ales atunci când traseul armăturii este poligonal sau curb.

Din acest motiv, reducerea la minimum a frecărilor pe traseu, constituie o preocupare esenţială a specialiştilor, când se recurge la procedeul de postîntinderea armăturii.

Succesiunea operaţiilor tehnologice de realizare a elementelor cu armătură postîntinsă, diferă esenţial de cea a elementelor cu armătură preîntinsă, prin faptul că tensionarea armăturii active are loc concomitent cu transferul.

Situaţia se datorează faptului că elementul de beton constituie reazem pentru utilajul de tensionare.

Procedura de preîntindere a armăturii este recomandabilă pentru elemente de lungimi reduse, întrucât sistemul permite aşezarea acestora în serie mare, pe platforme întinse şi tensionarea simultană a grupului de armături.

În acest caz, controlul forţei din armătură este uşor de exercitat, deoarece alungirea acesteia este suficient de mare şi nu necesită, pentru măsurare, aparatură de precizie deosebită.

Elementele cu armătură preîntinsă se execută de regulă în fabrici, pe linii tehnologice special amenajate. Soluţia realizării pe şantier a unei linii de astfel de elemente poate deveni rentabilă, doar atunci când investiţia este de mare amploare.

Tehnologia de execuţie cu armătură postîntinsă elimină inconvenientele ce decurg din limitarea dimensiunilor şi uneori a greutăţii elementelor prefabricate, pe considerente de gabarit la transport sau de capacitate de ridicare, pretându-se la tronsonare şi restabilirea ulterioară a continuităţii pe şantier, în poziţia din proiect, sau într-o poziţie convenabilă pentru ridicare, lansare sau ripare.

Acest lucru devine posibil, datorită existenţei instalaţiilor mobile de tensionare (electropompe, prese hidraulice), care pot fi transportate şi manipulate cu relativă uşurinţă.

Deşi astfel se elimină investiţiile necesare amenajării unor standuri sau realizarea unor tipare speciale costisitoare, consumul ridicat de manoperă

72

Page 29: Cap. 3-tehnologii de precomprimare a betonului

Cap. 3 TEHNOLOGII DE PRECOMPRIMARE A BETONULUI

calificată, timpul suplimentar reclamat de operaţiile de tensionare, blocare şi injectare a grupurilor de armături şi costul deloc neglijabil al instalaţiilor de tensionare şi al aparatelor de blocare, nu determină totdeauna o economicitate deosebită pentru elementele realizate prin pretensionarea armăturilor.

Elementele de lungime mare pot deveni mai economice, atunci când sunt preturnate pe şantier şi precomprimate cu armături postîntinse. Se reduc astfel operaţiile de transport şi de manipulare, care ridică costul elementelor de mari dimensiuni.

Armătura postîntinsă poate fi dispusă după orice traseu, respectându-se valorile minime ale razelor la traseele curbilinii sau la racordări, ca urmare a introducerii acestora în canale prevăzute în beton, sau în conducte ermetic închise (pentru a nu veni în contact cu betonul), montate în cofraj înainte de turnare.

Costul armăturilor postîntinse raportat la unitatea de masă sau la mărimea forţei introduse, este în general mai ridicat, decât cel al armăturilor preîntinse.

Această situaţie se datorează tehnologiei de confecţionare mai costisitoare (aşezarea şi fixarea armăturii pasive, întinderea şi ancorarea armăturii active, turnarea şi compactarea betonului).

Secţiunea transversală a unui element postcomprimat, poate fi realizată sub o formă mai economică, decât în cazul folosirii armăturii preîntinse, mai ales în cazul elementelor de lungime medie şi mare.

Elementele cu armătură postîntinsă de mari dimensiuni se execută pe şantier. Atunci când acestea rezultă prin asamblarea unor bolţari de dimensiuni reduse şi care nu necesită cheltuieli de transport şi manipulare deosebite şi se dispune de mijloace tehnice corespunzătoare, elementele de acest gen pot fi executate şi în fabrici sau ateliere specializate.

Se poate opta în favoarea uneia sau a alteia din cele două procedee, numai în urma unei analize amănunţite a tuturor factorilor tehnici şi economici care condiţionează realizarea construcţiei în perioada respectivă.

3.2.4 . Metode de precomprimare specifice structurilor de formă cilindrică

3.2.4.1. Precomprimarea orizontală a pereţilor

Forma circulară în plan s-a dovedit a fi deosebit de raţională în practica alcătuirii sistemelor constructive spaţiale.

Sub acţiunea presiunii interioare exercitate de lichidele sau materialele pulverulente şi granulare depozitate, se dezvoltă pe contur, în mod predominant eforturi de întindere, care pot fi preluate avantajos prin precomprimarea betonului din pereţi, deoarece forma circulară se pretează în mod deosebit tehnologiilor de tensionare prealabilă a armăturilor de înaltă rezistenţă.

Această situaţie a stimulat interesul specialiştilor pentru adoptarea sistemelor cilindrice la realizarea unor construcţii inginereşti (canale închise, conducte sub presiune, rezervoare, silozuri, buncăre etc.), care au cunoscut o sferă largă de răspândire.

73

Page 30: Cap. 3-tehnologii de precomprimare a betonului

Cap. 3 TEHNOLOGII DE PRECOMPRIMARE A BETONULUI

Execuţia rezervoarelor cilindrice din beton precomprimat necesită utilizarea unor tehnologii specifice, atât pentru realizarea peretelui cilindric din beton armat, cât şi în vederea precomprimării acestuia.

Prin precomprimarea pereţilor cilindrici (şi chiar a pereţilor plani) se asigură prelungirea stadiului de comportare elastică, deosebit de scăzut în cazul betonului armat, chiar în condiţiile unui consum excesiv de armătură şi al unei grosimi mari a peretelui.

În vederea reducerii, până la anulare, a eforturilor inelare de întindere produse de presiunea materialului înmagazinat, în funcţie de particularităţile constructive (monolit, prefabricat), se poate adopta una dintre soluţii:

a). precomprimarea discretă cu armături pretensionate (active) dispuse după inele orizontale, la distanţe variabile, pe verticală, în interiorul secţiunii verticale a peretelui cilindric (în canale căptuşite cu teci din tablă), segmentate şi blocate pe nervuri verticale exterioare din raţiuni tehnologice, procedeul cunoscând o extindere deosebită în execuţia recipienţilor circulari.

N 1

N 2

N 3

N 5

N 6

N 4

6 00

R 1= 1 2 ,4 2

5

N k 1N k 1

l1

l 1

l P

Fig. 3.36. Împărţirea armăturii inelare în segmenţi dispuşi în canale interioare

peretelui de beton

Acest sistem de realizare a unei stări artificiale de tensiuni în beton, care include şi operaţia de injectare a canalelor cu lapte de ciment după terminarea tensionării armăturilor, constituie procedeul cel mai des folosit, deoarece asigură un grad ridicat de protecţie a sârmelor de înaltă rezistenţă, faţă de acţiunea corosivă a mediului.

Deoarece traseul cablurilor este curb, la tensionarea lor apar frecări importante între peretele canalului şi cablul propriu-zis, care nu permit obţinerea unor eforturi uniforme pe tot conturul armăturii. Din practică, a rezultat că variaţia eforturilor în lungul cablurilor inelare, chiar dacă acestea

74

Page 31: Cap. 3-tehnologii de precomprimare a betonului

Cap. 3 TEHNOLOGII DE PRECOMPRIMARE A BETONULUI

sunt întinse simultan cu două prese dispuse la cele două capete, reprezintă o fracţiune însemnată, din efortul introdus în armătură.

Pentru a reduce pierderile de tensiuni prin frecare, fiecare inel se împarte în segmenţi (fig. 3.36). În general, numărul de segmenţi variind între 4 şi 12; când tensionarea cablurilor se face de la ambele capete, numărul de segmenţi poate fi 4-6, iar când tensionarea se realizează de la un singur capăt, numărul de segmenţi este indicat a fi de 6-12, în funcţie de mărimea diametrului.

Fiecare segment se ancorează la capete în nervuri, în mod decalat de la un rând la altul, pentru a obţine uniformizarea efectelor precomprimării.

Distanţa dintre cabluri (inele) se alege variabilă, fiind în concordanţă cu legea de distribuţie a tensiunilor rezultate din acţiunea presiunii lichidului din rezervor (fig. 3.37).

1226

2828

3033

3539

4347

5677

144

1320 20

610

18

1516

2121

2121

2121

2121

2121

2121

2121

2121

2121

2122

2323

2527

2932

3739

5541

1550

19

R â n d1234567891 0111 21 31 41 51 61 71 81 92 02 12 22 32 4

2 5

2 6

2 72 8

2 9

3 0

3 1

2525

2525

2 8

30

2 5

10

8/m

10

8/m

1100

2545

206 5

10

8/m

l=

1 35

140

10

6/m

L = 3 0 cm

1 6 /m 2

10

8/m

L

=10

35

cm

L=

10

56 c

m

1 5 -6 5

450

4 50

N 1

N 2

N 3

N 4

N 5

N 6

N 7

N 8

4 3 0 05 1 0 0

5 1 0 0

a b c

Fig. 3.37. Dispunerea fasciculelor segmentate pe înălţimea pereţilor cilindrici ai rezervoarelor realizate în România:

75

Page 32: Cap. 3-tehnologii de precomprimare a betonului

Cap. 3 TEHNOLOGII DE PRECOMPRIMARE A BETONULUI

a. de 10.000 m3; b. rezervor de 15.000 m3 capacitate; c. de 20.000 m3.

După ce armăturile au fost pretensionate, în spaţiul gol rămas între peretele canalului din tablă şi fasciculul din corzi, se injectează mortar sau lapte de ciment, folosind procedee obişnuite.

Tensionarea simultană a cablurilor de la ambele capete, permite reducerea numărului de segmenţi, dar contribuie şi la micşorarea pierderilor de tensiuni datorită frecării.

În locul cablurilor pot fi folosite bare groase, care se blochează la ambele capete prin ancorajele corespunzătoare.

Faţă de sistemul de precomprimare a pereţilor rezervorului realizat prin înfăşurarea sârmei în stare tensionată, sistemul bazat pe folosirea cablurilor este mai puţin economic.

Utilizarea cablurilor inelare împărţite în segmenţi, necesită un consum mai ridicat de oţel, un număr însemnat de ancoraje costisitoare, tuburi metalice, manoperă ridicată pentru executarea şi pretensionarea cablurilor, executarea nervurilor din beton pentru ancorare, etc.

Sistemul de precomprimare prin posttensionarea cablurilor prezintă o serie de avantaje, care au determinat aplicarea lui la un număr mare de rezervoare, fiind extins şi la silozuri, între avantajele esenţiale menţionându-se:

- posibilitatea de realizare a precomprimării pereţilor folosind sisteme obişnuite de tensionare cu utilaj larg folosit pentru alte sisteme lucrări în construcţii;

- realizarea, fără dificultăţi a protecţiei cablurilor prin injectarea mortarului.

Obţinerea unui efort inelar de compresiune în pereţii cilindrici, prin precomprimarea acestora, utilizând fascicule segmentate, se realizează cu ajutorul preselor hidraulice cu dublu efect sau a celor cu gol central (fig. 3.33).

Ancorarea armăturii postîntinse, alcătuită din fascicule din sârme paralele, fascicule răsfirate sau toroane, se face cu sisteme mecanice ce reazemă (prin intermediul unor plăci metalice superficiale, de repartiţie, sau prin folosirea unor conuri din beton armat foarte rezistent, înglobate în betonul structurii) pe nervuri din beton armat, respectiv din profile metalice rezemate după generatoarea peretelui cilindric (fig. 3.38).

Detalii privind modul de protecţie a ancorajelor mecanice pe nervuri, respectiv de armare a acestor zone, cu evidenţierea traseelor armăturilor postîntinse sub formă de fascicule, sunt redate în fig. 3.38.

Protecţia contra coroziunii se asigură prin torcretarea intervalului dintr-o nervură.

5 5 5 3 1 0

P lb 1 6 0 x 1 6 0 x 1 52 1 0 2 6

1

B e to n tu rn a t d u p ăte n s io n a re a fa s c ic u le lo r

1 9 G Q 3 5 2 6 ,5 x 1 0 0 /4 ,0 x 1 0 02 ,4 0 x 6 ,0 0 ; 2 ,4 0 x 2 ,9 0 a rm a re

8

1 P l3 7 ,1 x 1 0 0 /7 ,1 x 1 0 01 P l2 7 ,1 x 1 0 0 /7 ,1 x 1 0 0

S B P I 1 2 5

1 0 1 0 P C 5 2 /m l2 1 0 P C 5 2

76

Page 33: Cap. 3-tehnologii de precomprimare a betonului

Cap. 3 TEHNOLOGII DE PRECOMPRIMARE A BETONULUI

Fig. 3.38. Detaliu zona de ancorare pentru un fascicul curbiliniu postîntins, alcătuit din sârme paralele SBP I, cu mijloace mecanice de tip inel-con, aplicat la exteriorul elementului.

Precomprimarea inelară cu fascicule introduse în canale prevăzute în grosimea pereţilor cilindrici şi ancorate în nervuri exterioare din beton armat monolit, nu este aplicabilă la pereţi cilindrici prefabricaţi.

Atunci când în locul cablurilor se folosesc bare groase, blocarea acestora la ambele capete prin ancoraje speciale se poate face mecanic cu chei dinamometrice, folosind drept reazeme nişe sau nervuri exterioare, folosind un sistem similar celui descris mai sus (fig. 3.39)

In e l N işăM a n şo n

B a ră f ile ta tă In e l

P iu liţă

P e re tere z e rv o r

P e re tere z e rv o r

a ) b )

c )

d )

Fig. 3.39. Precomprimarea rezervoarelor cu bare groase tensionate mecanic cu chei dinamometrice:a. blocarea barelor în nişe; b. blocarea armăturii în nervuri; c. detalii de blocare; d. chei dinamometrice.

77

Page 34: Cap. 3-tehnologii de precomprimare a betonului

Cap. 3 TEHNOLOGII DE PRECOMPRIMARE A BETONULUI

b). precomprimare prin înfăşurarea unor corzi în stare de tensiune, folosind maşini speciale (fig. 3.40) constă în realizarea precomprimării cu ajutorul unei sârme continue, de diametru 2,5...5mm, care se înfăşoară pe pereţii rezervorului, în stare de tensiune, de jos în sus, după un traseu elicoidal, cu ajutorul unor maşini speciale.

Fig. 3.40. Principiul precomprimării continue prin înfăşurare, a recipienţilor circulari din beton:1. cărucior superior; 2. cărucior suspendat; 3. colac de sârmă OIR; 4. sârmă pretensionată prin procedeul mecanic;

5. lanţ Gall; 6. reazem central; 7. scară.

Pe măsura înfăşurării, sârma pretensionată se ancorează cu dornuri prevăzute în pereţii rezervorului la turnare, astfel încât, în cazul ruperii armăturii, sau la terminarea colacului, să nu fie necesară desfăşurarea sârmei, până la locul de înnădire a capetelor, pe o lungime mai mare de 3-6 spire.

Pasul dintre spirele sârmei pretensionate rezultă în urma calculului de dimensionare al rezervorului şi, de obicei, variază pe înălţimea peretelui.

Maşinile de înfăşurat sunt utilate cu dispozitive de reglare automată a pasului după programul dorit, legătura capetelor sârmelor realizându-se prin dispozitive de îmbinare cunoscute.

Frecvent, sunt folosite mufele de tip Toledo, care asigură o transmitere bună a eforturilor la cele două capete şi permit totodată, desfăşurarea continuă a sârmei.

Atât în timpul înfăşurării sârmei, cât şi după ce s-a realizat precomprimarea, este necesar să se execute un control al efortului din sârma tensionată.

Pentru înfăşurarea spirelor de sârmă pe pereţii rezervoarelor cilindrice, se folosesc numeroase tipuri de maşini, care din punctul de vedere al principiului de realizare al tensionării, pot fi grupate în două categorii:

maşini care asigură tensionarea armăturii prin intermediul unei filiere, al căror diametru este mai mic decât diametrul sârmei şi în consecinţă, la trecerea forţată a sârmei prin orificiul respectiv, aceasta este întinsă şi totodată trefilată;

maşini care asigură tensionarea sârmei prin intermediul unor role de frânare.

În principiu, instalaţiile de înfăşurare sunt alcătuite din două părţi:- un cărucior inferior, care se roteşte pe suprafaţa laterală a

rezervorului;- un alt cărucior superior, ghidat, care se deplasează pe faţa

superioară a peretelui rezervorului, de care este suspendat căruciorul inferior.

Pe cele două cărucioare sunt fixate instalaţiile necesare înfăşurării şi tensionării sârmelor.

Toate tipurile de maşini de înfăşurat sunt prevăzute cu următoarele mecanisme: mecanism de împotrivire la desfăşurarea sârmei care, cu suficientă exactitate asigură realizarea unei anumite intensităţi a tensiunii în

78

2

7

3 1 64

5

Page 35: Cap. 3-tehnologii de precomprimare a betonului

Cap. 3 TEHNOLOGII DE PRECOMPRIMARE A BETONULUI

sârmă; mecanisme de reglare a pasului sârmei ce se înfăşoară; mecanisme ce pun în mişcare cele două cărucioare.

În funcţie de modul în care este realizat mecanismul pentru înaintarea căruciorului (care determină şi modul de suspendare a căruciorului inferior de cel superior), maşinile de înfăşurat pot fi împărţite în două sisteme:

maşini cu căruciorul inferior suspendat prin cabluri, acţionat de mecanisme dispuse direct pe platforma lui;

maşini cu căruciorul inferior fixat de un arbore vertical, acţionat prin mecanisme dispuse pe căruciorul superior.

După ce sârma a fost înfăşurată pe peretele rezervorului, acesta fiind gol, se aplică un strat de beton torcretat cu agregat mărunt, pentru a asigura protecţia armăturii împotriva coroziunii.

Pe durata exploatării pentru a micşora intensitatea eforturilor de întindere produse de împingerea apei în stratul de protecţie, rezervorul se menţine umplut cu apă pe durata execuţiei şi întăririi betonului torcretat.

c). precomprimarea cu fascicule segmentate dispuse pe faţa exterioară a peretelui cilindric, (procedeul Mo-To-La), implică ancorarea armăturilor active într-o singură bară metalică verticală cu diametrul de 70 mm. În timpul operaţiei de pretensionare, fasciculul este susţinut de penduli dispuşi din loc în loc; după pretensionare, efortul din fascicul este transmis treptat asupra peretelui, de la pendul la pendul, menţinând presele sub presiune constantă pentru a compensa diferenţele de alungire (fig. 3.41).

A5 -1 00

~ 50

cm

1 2D e ta liu l A

3

Fig. 3.41. Procedeul de precomprimare Mo-To-La: l. bară verticală de ancoraj; 2. presă; 3. pendul pentru eliminarea/diminuarea frecării în lungul armăturii pretensionate.

d). procedeul electrotermic, foloseşte inele nesegmentate sub formă de bare groase, încălzite pe cale electrică la temperatura de control care permite atingerea alungirii proiectate (fig. 3.42).

79

Page 36: Cap. 3-tehnologii de precomprimare a betonului

Cap. 3 TEHNOLOGII DE PRECOMPRIMARE A BETONULUI

M u fă

P iu liţă d e b lo c a re

N işă

M u fă P ila s tru

a ) b )

Fig. 3.42. Inele din bare pretensionate prin procedeul electrotermic:a. inel blocat prin mufe; b. inel blocat prin piuliţe

Acest procedeu poate fi utilizat şi pentru tensionarea segmentelor de inele formate din grupări de sârme de tip SBP, în cazul când se realizează o viteză sporită de încălzire a armăturilor.

Sistem de pretensionare a armăturii pe cale electrotermică poate fi folosit cu succes la rezervoare de diametru mic sau la celule circulare de siloz.

Avantajul esenţial al acestui sistem, constă în faptul că inelul poate fi realizat dintr-o singură bară continuă (sudată sau nesudată). Întrucât prin încălzirea electrică, frecările pe traseele curbe sunt eliminate, în cea mai mare parte, se dezvoltă tensiuni de aceeaşi intensitate pe toată lungimea armăturii, deoarece acestea se produc ca urmare a împiedicării revenirii alungirii armăturii obţinută prin încălzirea barelor de aceeaşi temperatură.

Pentru sistemele spaţiale cu contur închis se obţin aceleaşi avantaje, indiferent dacă se recurge la procedeul postîntinderii sau se foloseşte sistemul preîntinderii armăturii nesegmentate.

Pretensionarea barelor nesegmentate cu traseu circular se poate realiza în modalităţi diferite (fig. 3.43) astfel:

- bara de formă inelară se dispune în jurul peretelui cilindric, capetele fiind petrecute prin golurile unui blocaj independent introdus în locaşuri practicate în beton (fig. 3.42a, 3.43a) sau prin golurile unor nervuri exterioare, executate special pentru a servi drept reazem; pe măsură ce bara se alungeşte sub efectul electrotermic, se acţionează asupra celor două piuliţe de blocare, care se deplasează pe capetele filetate ale barelor, fixându-se în starea întinsă a inelelor cu ajutorul blocajelor din beton (fig. 3.43a);

- pentru a elimina blocajele şi pentru a spori productivitatea operaţiei de pretensionare, în fig. 3.43b este redat procedeul de încălzire a inelelor la exteriorul peretelui de formă tronconică; în faza finală se procedează la introducerea şi fixarea inelelor în stare încălzită la poziţia din proiect;

- în fig. 3.43c este prezentată schema de pretensionare a armăturii prin combinarea procedeului mecanic cu cel electrotermic în care, cu ajutorul unor prese hidraulice pozate pe conturul superior al peretelui, carcasa de armătură încălzită la o anumită temperatură

80

Page 37: Cap. 3-tehnologii de precomprimare a betonului

Cap. 3 TEHNOLOGII DE PRECOMPRIMARE A BETONULUI

este trasă peste un rezervor de formă tronconică.

Fig. 3.43. Pretensionarea barelor nesegmentate de formă circulară prin procedeul electrotermic: a. pe suprafeţe cilindrice; b. pe suprafeţe tronconice; c. prin încălzire şi acţionare mecanică a întregii reţele: 1. reţea electrică; 2. transformatoare; 3. prese hidraulice; 4. armătură transversală; 5. blocaj; 6. armătură verticală

În concluzie, tensionarea prealabilă a armăturilor sub formă de inele nesegmentate, în procedeul postcomprimare a pereţilor unor

recipienţi de formă cilindrică, se poate face prin înfăşurare, prin baterea acestora după principiul cercurilor de butoi pe suprafeţe tronconice şi prin întindere, din aproape în aproape, folosind reazeme intermediare, apelând, atât la procedeul mecanic, cât şi la cel electrotermic.

Sistemul prezintă, şi avantajul eliminării pieselor de legătură dintre segmenţi obţinându-se o productivitate ridicată a muncii, folosind utilaje obişnuite de şantier.

e). precomprimare prin extensia diametrului rezervorului, bazat pe proprietatea betoanelor/mortarelor cu cimenturi expansive, de a-şi mări volumul după întărire, sistemul este aplicabil rezervoarelor alcătuite din elemente cilindrice prefabricate, cu rosturi verticale.

Procedeul descris poate fi aplicat cu rezultate deosebite la construcţia unor rezervoare săpate în stâncă. În acest caz, pot fi folosiţi bolţari din beton simplu (fig. 3.44). Precomprimarea acestora rezultă din reacţiunea pe care o exercită peretele stâncii, care se opune la deformaţiile produse de expansiunea betonului sau mortarului cu ciment expansiv din rosturi.

81

4

4

5

5

2

2

44

4

1

3

6

a )

b )

c )

Page 38: Cap. 3-tehnologii de precomprimare a betonului

Cap. 3 TEHNOLOGII DE PRECOMPRIMARE A BETONULUI

M o rta r c u c im e n t e x p a n s iv

Pre

fabr

icat

B o lţa r R o s t u m p lu t c u m o r ta r c u c im e n t e x p a n s iv

a ) b )

Fig. 3.44. Precomprimarea cu ciment expansiv a pereţilor din bolţari, la rezervoare săpate în stâncă.

f). precomprimare radială prin acţionări succesive şi autoechilibrate, conceput în scopul obţinerii unei distribuţii uniforme a efectelor precomprimării pe circumferinţa rezervoarelor prefabricate, respectiv în lungul toroanelor postîntinse.

3.2.4.2. Precomprimarea pereţilor în plan vertical

La rezervoare, armătura verticală pretensionată se execută, de obicei, din vergele izolate sub formă de bare 16-20, din oţeluri superioare sub formă de corzi 5-7, din oţel de înaltă rezistenţă.

Vergelele sunt blocate în inelul de reazem al radierului prin betonarea capătului inferior, care se evazează după un inel în formă de pară (fig. 3.45).

La turnarea betonului în pereţii rezervorului, vergelele care urmează a fi pretensionate se introduc în tuburi metalice sau tuburi din mase plastice.

După întărirea betonului, vergelele sunt postîntinse cu prese speciale şi blocate la partea superioară a peretelui.

Protecţia vergelelor se obţine prin injectarea mortarului sau a laptelui de ciment, printr-un tub metalic dispus în inelul radierului la turnare.

128

101

11

a b

9

87

1 0

5

1 0

5

11

c

3

2

4

Fig. 3.45. Precomprimarea verticală a pereţilor rezervoarelor cilindrice din beton:

82

Page 39: Cap. 3-tehnologii de precomprimare a betonului

Cap. 3 TEHNOLOGII DE PRECOMPRIMARE A BETONULUI

a. traseul armăturii postîntinse, ancorată în inelul de fundaţie; b. detaliul zonei de ancorare a fasciculului din sârmă OIR; c. detaliu ancorare bare;1. armătură postîntinsă; 2. bară; 3. fretă adiacentă capetelor sârmelor ancorate în beton; 4. buclă de ancorare bară; 5. ţeavă pentru eliminarea aerului la injectarea canalului; 6. fretă din oţel moale; 7. brăţară; 8. dorn; 9. ţeava PVC; 10. perete BCA; 11. radier; 12. blocaj superior inel-con.

83