プレをしっかりと見てみる

Dec 18, 2023

平均的な私道や歩道から見ると、コンクリートはひび割れする運命にあるように見えるかもしれません。 しかし、コンクリートがひび割れしやすい場合、橋や高層ビルなどの多くの高応力用途にどうやってコンクリートを使用できるのでしょうか? この質問は、記事のために 3D プリントされたテルミットについて調査しているときに生まれました。 テルミットは鉄道線路の溶接によく使用されます。コンクリート枕木を使用して溶接中の新しい線路のビデオをリンクしました。 貨物列車の圧力に耐えられるコンクリートをどうやって作るかを調べなければならないと思っていました。

コンクリート自体は脆く、何の影響も与えません。 しかし、それは強くないという意味ではありません。 コンクリートは圧縮強度は優れていますが、引張強度は非常に弱いです。 1800 年代後半頃、誰かが、鉄筋として知られる鋼鉄筋を使用してコンクリートのスパンを強化することを考えました。 鋼は伸びることができ、鋼棒を追加すると、コンクリートに圧縮強度に加えてある程度の引張強度が与えられます。 鉄筋を使用すると、スラブやその他の部材をより薄くすることもできます。

鉄筋コンクリートやメッシュ強化コンクリートは、駐車場のブロックや道路などには適していますが、故障する前に壊れてしまうこともあります。 実際、通常、鉄筋の引張強度が低下する前に、亀裂が発生する必要があります。

橋や高層ビルなどの高応力コンクリートの用途では、たわみを避けることが非常に重要です。たわみとは、荷重がかかるとコンクリート部​​材が曲がったり曲がったりするときです。 たわみにより、現代のガラス外板が高層ビルから剥がれるなどの問題が発生する可能性があります。

風に揺れる橋よりも、しっかりとした硬い橋のほうが、歩いたり、車を運転したり、自転車に乗ったりするのにはるかに快適です。 しかし、どうやって硬い橋を作るのでしょうか? 解決策の 1 つは、車やトラックの荷重、または貨物列車の定常運行に耐える前に、コンクリートに応力を加えるというものです。

プレストレスト コンクリートは鉄筋強化コンクリートに似ていますが、張力が焼き付けられています。使用開始前にコンクリートに応力を加えることで、たわみが軽減されるか、場合によっては完全に解消されます。 引張強度が追加されると、コンクリート自体の強度がより多く発揮されるようになります。

プレストレスト コンクリートは、コンクリート部​​材全体またはコンクリート部​​材に隣接して腱を通し、その後、定着点から腱をピンと張って引っ張って張力を加えることで作成されます。 これらの腱は通常、高張力鋼、炭素繊維、または耐弾道織物に使用されるアラミド繊維のいずれかで作られています。 それらはモノストランドまたはマルチストランド構成で配置されており、輪ゴムのように機能します。

プレストレスト コンクリートの結果、将来の圧縮力によって軍人はスーパー コンクリートのように動作し、将来の引張力によって高張力鋼のように動作するようになります。 言い換えれば、プレストレストコンクリートは、通常のコンクリートよりもはるかに優れた圧力やねじれに耐えることができます。 使用開始後にかかる応力を模倣する計算された方法で事前に応力が加えられるため、基本的にプログラム可能です。

プレストレスの「プレ」は、具体的な部材が稼働する前にストレスが発生することを意味します。 緊張自体は、コンクリートを注入する前に行うことも、コンクリートが固まった後に行うこともできます。 どちらの方法を使用するかにはさまざまな理由がありますが、結果という点ではどちらもほぼ同等です。

これはプレストレストコンクリートの最も古い方法であり、その起源は 1800 年代後半にまで遡ります。 プリテンションは通常、梁、床スラブ、バルコニー、水槽、コンクリート パイプの製造に使用されます。 コンクリートを流し込む前に、腱がコンクリート内に終結するかコンクリートのすぐ隣に終結するかに関係なく、終端アンカーの間に腱が固定されます。

コンクリートが硬化すると、腱に付着し、腱からの張力が硬化したコンクリートに伝わります。 ボルトを外した後も、ロッドは張った状態でコンクリートによって所定の位置に保持されます。 プレテンションは多くの場合、建設プロジェクトの前に行われ、完成した部品が現場に出荷されます。 このようにして、キャスティングベッドと呼ばれる大きな型で一度に複数の製品を作ることができます。 これらは、部材数本分の長さの腱で設置され、コンクリートが硬化したら切断されます。