Sposób sprężania termicznego

Sposób sprężania termicznego został zastosowany przez R. Rumia do produkcji rur już ok. roku 1930. Metody termiczne, które wobec bardzo szybkiego rozwoju mechanicznych sposobów naciągu, zeszły na drugi plan, zaczynają jednak w ostatnim czasie budzić ponownie szersze zainteresowanie (program uprawnienia budowlane na komputer).

Skuteczność naciągu uzbrojenia uwarunkowana jest tu rozszerzalnością cieplną stali wynoszącą ok. 1.2% na 100°C; odpowiada to uzyskaniu naprężenia ok. 2500 kG/cm2. Przy stalach ulepszonych lub ciągnionych na zimno nie możemy ra ogół przekraczać temperatury nagrzania 300°C, ponieważ powyżej tej temperatury występują w stali szkodliwe zmiany strukturalne. Odpowiada to naprężeniom wstępnym 70-75 kG/mm2, co oznacza, że na drodze termicznej nie można w pełni wyzyskać wytrzymałości stali wysokowartościowych. Udaje się to natomiast dla stali naturalnych, tj. nie poddanych wstępnemu przeciąganiu na zimno (program uprawnienia budowlane na ANDROID).

Tak więc, warunkiem rozpowszechnienia omawianych metod byłoby uzyskanie stali wykazujących jednocześnie wysoką wytrzymałość i dużą odporność termiczną. Metody termiczne można podzielić z punktu widzenia sposobu zakotwienia na następujące grupy:
1) z zakotwieniem mechanicznym,
2) z zakotwieniem uzbrojenia przez przyczepność, a z punktu widzenia źródła ciepła na:
a) z bezpośrednim nagrzewaniem uzbrojenia,
b) z nagrzewaniem prądem elektrycznym.

Przykładem zastosowania metody typu 1) i b) jest zbiornik wykonany przed wojną przez E. Freyssineta. Zbiornik ten, o średnicy 5,50 m, wykonany był z elementów prefabrykowanych i zapuszczony w grunt na znaczną głębokość w postaci studni. Sprężeniu poddano tu jedynie część wystającą ponad grunt (na ok. 6 m). W tym celu opasano zbiornik stalowymi płaskownikami, przez które przepuszczono prąd elektryczny i które dociągano w stanie nagrzanym (uprawnienia budowlane).
Zakotwienie przez przyczepność wymaga powleczenia uzbrojenia substancją termoplastyczną, mięknącą pod wpływem ciepła (umożliwiającą rozszerzanie się zabetonowanego cięgna) i twardniejącą po ochłodzeniu w tym stopniu, by przywrócić w pełni przyczepność i możność przekazywania sił z uzbrojenia na beton. Można w tym celu użyć twardego bitumu, siarki, metali miękkich (ołów, bizmut) itp.

Substancja termoplastyczna

Substancja termoplastyczna powinna mieć odpowiednią temperaturę mięknięcia, wystarczającą wytrzymałość, znaczną szybkość twardnienia przy ochłodzeniu oraz dobre własności termoizolacyjne (by nie dopuście do nadmiernego nagrzania betonu otulającego) (program egzamin ustny). Nie powinna ona również wykazywać szkodliwego działania chemicznego na beton i stal, zarówno w stanie nagrzanym (płynnym) jak i po stwardnieniu przy współdziałaniu wody (tej ostatniej zalety nie ma np. siarka). Uzyskanie odpowiednich tworzyw termoplastycznych jest dość istotnym warunkiem szerszego rozpowszechnienia sprężania metodami termicznymi (opinie o programie).

Nagrzewanie uzbrojenia można wykonywać bezpośrednio lub za pomocą prądu elektrycznego. W pierwszym przypadku stosuje się uzbrojenie w postaci rurek, przez które przepuszcza się parę, gorące powietrze itp. (patent O. Wilhelmiego). Nagrzewanie elektryczne zastosowane zostało przez E. Freyssineta, K. Billnera i innych i jako praktycznie znacznie wygodniejsze wyparło metodę bezpośrednią. Przy metodzie termoelektrycznej używa się prądu o niskim napięciu i wysokim natężeniu.

Można przyjąć, że dla nagrzania do żądanej temperatury w ciągu 1 minuty 1 metra bieżącego drutu 0 5 mm potrzebny jest prąd o natężeniu 1100 A i napięciu 2 V. W metodzie Billnera stosuje się powlekane siarką grubsze pręty 0 10-25 mm przy niskich naprężeniach wstępnych (ok. 25 kG/mm!) (segregator aktów prawnych). W tym przypadku przy czasie nagrzewania ok. 2 min. stosuje się na każdy 1 cm2 przekroju stali i 1 metr bieżący długości prąd 400 A i 5 V.

Dużą zaletą tej metody sprężania jest jej niewrażliwość na straty od tarcia, bez względu na trasę uzbrojenia, oraz proste wykonawstwo, natomiast na to by sposób ten mógł stać się ekonomicznie konkurencyjny w stosunku do powszechnie stosowanych metod sprężania trzeba jeszcze rozwiązać szereg zagadnień materiałowych, związanych z właściwym doborem powłok termoplastycznych (promocja 3 w 1).