Na temategzaminu

Konstrukcje sprężone z betonów lekkich wykonywane być mogą zarówno techniką strunową jak i kablową. Dla obydwu tych technik wspólnym warunkiem jest wysoka wytrzymałość betonu, wynosząca zgodnie z Polskimi Normami co najmniej 300 kG/cm2 dla kablobetonu i 400 kG/cm2 dla strunobetonu (program uprawnienia budowlane na komputer). Z tego względu do konstrukcji sprężonych nadają się betony na sztucznych kruszywach lekkich o znacznej wytrzymałości, takich jak gliny i łupki ekspandowane w piecach obrotowych lub spiekane na taśmach aglomeracyjnych, a także granulowane i spiekane popioły lotne.

Zastąpienie strun gładkich przez profilowane lub splatane poprawia warunki przyczepności, tak że możliwe się staje obniżenie wytrzymałości betonu w technice strunowej do R = 300 kG/cm2. Przepisy radzieckie SNiP II-W.1.62 zezwalają nawet stosować w konstrukcjach sprężonych betony lekkie o wytrzymałości 11^20 = 150 kG/cm2, ale tłumaczy się to odmienną technologią produkcji i dopuszczeniem częściowego sprężenia (program uprawnienia budowlane na ANDROID).
Beton lekki użyty w konstrukcjach sprężonych nie może wykazywać nadmiernych odkształceń, a to z uwagi na ugięcia oraz na straty naciągu, z którymi związane jest niebezpieczeństwo przedwczesnego zarysowania. Korzystny jest tutaj dodatek piasku naturalnego, co wydatnie zmniejsza odkształcenia doraźne i opóźnione betonu lekkiego (uprawnienia budowlane).

Ostatnim wreszcie warunkiem, kwalifikującym beton lekki do konstrukcji sprężonych, jest bezpieczeństwo i trwałość zakotwienia cięgien sprężających. W kablobetonie oznacza to odpowiednią wytrzymałość na miejscowy docisk, zaś w strunobetonie dobrą przyczepność cięgien do otaczającego betonu.

Zakotwienie cięgien sprężających

Pewność zakotwienia dociskowego, z jakim mamy do czynienia w technice kablobetonowej, zależy przy pozostałych warunkach niezmienionych od wytrzymałości betonu na miejscowy docisk oraz od odporności tego materiału na rozciąganie, wywołane w strefie zakotwienia poprzecznymi naprężeniami rozszczepiającymi (program egzamin ustny). O ile dla zwykłego betonu oba parametry zostały gruntownie zbadane, o tyle nie dysponujemy odpowiednimi danymi eksperymentalnymi dla betonów lekkich.

Brak ten jest tym dotkliwszy, że zasygnalizowane zostały uszkodzenia strefy zakotwień konstrukcji kablobetonowych z betonów lekkich. Most drogowy o rozpiętości 4×21 m przez rzekę Kenai w Shooners Bend na Alasce wykonany został z betonu o wytrzymałości ft28 = 315 kG/cm2 na kruszywie z glin spiekanych i sprężony kablami 12×7 z zakotwieniami typu Frcyssineta (opinie o programie). Pomimo zastosowania stalowych płytek dociskowych o wymiarach 15×15 cm wystąpiły poważne zarysowania w strefie zakotwień kabli podłużnych i poprzecznych. Uszkodzenia te zmusiły do wymiany konstrukcji nośnej mostu. Przyczyny upatruje się w niewystarczającym (nawet dla zwykłego betonu) uzbrojeniu poprzecznym strefy zakotwień.

Mechanizm zakotwienia przez przyczepność, dominującego w technice strunobetonowej, jest bardziej złożony, ale też lepiej rozpoznany doświadczalnie.
Obszerne badania nad zakotwieniem cięgien sprężających w betonie keram- zytowym prowadził Kudriawcew. Uziarnienie kruszywa zmieniało się w granicach 5-^25 mm. Do sprężania użyto drutów przeciąganych na zimno i nagniatanych wg standartów radzieckich o średnicach 0 3, 4 i 5 mm oraz strun gładkich 0 3 mm. Badania przeprowadzono na 80 elementach o przekroju 9,0×4,5 cm i rozpiętości 1,2-2,4 m. Każdy element sprężany był dwoma (segregator aktów prawnych).

Pomierzony za pomocą tensometrów rozkład naprężeń ściskających w betonie, wywołany sprężeniem cięgien 0 4 mm. Jak widać wytrzymałość betonu w chwili sprężenia ma tu decydujące znaczenie na wielkość strefy zakotwienia. Długości zakotwień cięgien sprężających obliczone na podstawie pomierzonych wielkości wślizgu oraz przyjęcie rozkładu naprężeń w betonie wg linii prostej były dla tych elementów o 20-30% mniejsze niż w równolegle badanych elementach z betonu zwykłego (promocja 3 w 1).