تستخدم هذه الطريقة في المصانع والورش لإنتاج الأجزاء الخرسانية لتصنيع هذا النوع من المنتجات الجاهزة.
إن إحدى مواد البناء الأكثر استخدامًا هي الخرسانة سابقة الإجهاد، والتي تم استخدامها على نطاق واسع منذ ما يقرب من 50 عامًا. لتصنيع هذه الخرسانة يتم استخدام طريقة الإجهاد المسبق، حيث يتم خلالها تقوية الخرسانة وإزالة ضعفها ضد التوتر. عادة، يتم تطبيق قوة الإجهاد المسبق على الخرسانة مسبقة الإجهاد بطريقتين مختلفتين . وهذا يعني أن عملية شد الفولاذ والتي تكون على شكل كابل أو سلك تتم قبل صب الخرسانة أو بعد صبها.
ما هي الخرسانة سابقة الإجهاد والخرسانة بعد الإجهاد؟
في طريقة الشد المسبق يتم استخدام طريقتين للشد المسبق والشد اللاحق لإحداث ضغط على الهيكل الخرساني مما أدى إلى نشوء نوعين من الخرسانة على النحو التالي:
الخرسانة المسحوبة أو سابقة الإجهاد
في هذه الطريقة يتم وضع الكابلات الموجودة داخل أغلفة الحماية في الجزء المطلوب بعد الانتهاء من عملية صب الخرسانة وبعد أن تكتسب الخرسانة قوة الضغط اللازمة، يتم سحب الكابلات
الخرسانة سابقة الإجهاد أو الممدودة
في هذه الطريقة، على عكس طريقة السحب، تتم الخرسانة بعد مد الكابلات. بهذه الطريقة، في البداية يتم وضع الفولاذ، الذي يكون على شكل كابل أو سلك، على سرير مُجهز مسبقًا. بعد ذلك يتم مد الكابلات بين الطرفين حتى تتدفق، وتتم عملية صب الخرسانة. بعد تحقيق الالتصاق اللازم بين الفولاذ والخرسانة واكتساب الخرسانة المقاومة اللازمة، يتم قطع الكابلات بحيث تنتقل قوة شد الفولاذ إلى الهيكل الخرساني على شكل ضغط.
ما هي خصائص الخرسانة سابقة الإجهاد؟
يشير الإجهاد المسبق إلى الطرق التي يتم من خلالها إدخال إجهاد أولي وثابت ودائم ودائم (الإجهاد المسبق) إلى الهيكل الخرساني أو العضو. ونتيجة لهذا الإجهاد الأولي، يتم تحييد بعض الضغوط الميتة والحية في الهيكل الخرساني. ونتيجة لذلك، تزداد قوة تحمل الخرسانة سابقة الإجهاد.
بشكل عام، فإن الغرض والميزة الرئيسية للإجهاد المسبق في الهيكل الخرساني هو تقليل إجهادات الشد والحد من التشققات الناتجة عن مراسي التثبيت، وذلك بسبب التحميل على الهيكل الخرساني. لأنه على الرغم من أن الخرسانة تتمتع بمقاومة عالية للضغط، إلا أنها لا تتمتع بمقاومة كبيرة للتوتر. لهذا السبب، من خلال خلق الضغط على الخرسانة، يتم تقليل التوتر الناتج في الهيكل الخرساني. ونتيجة لذلك، تزداد مقاومته.
ما هي مميزات الخرسانة سابقة الإجهاد؟
يتمتع هذا النوع من الخرسانة بالعديد من المزايا مقارنة بالخرسانات الأخرى، بما في ذلك ما يلي:
المرونة
يمكن اعتبار المرونة الميزة الأولى للخرسانة سابقة الإجهاد. وبهذه الطريقة يمكن جعل الهيكل الخرساني مرناً عن طريق تغيير بعض قوى الشد المسبق، ويعتبر غياب الشقوق والزحف الخرساني من أهم مميزات الهيكل الخرساني مسبقة الإجهاد، ويمكن الإشارة إلى ذلك لا توجد شقوق دائمة فيها، مما يزيد من متانة وطول عمر هذه الهياكل الخرسانية. لأنه عند استخدام الخرسانة، يتم استخدام قوة المقطع العرضي بالكامل، مما يقلل من كمية استهلاك الخرسانة. بالإضافة إلى ذلك، فإن الفولاذ المستخدم في هذا النوع من الخرسانة يتمتع بمقاومة عالية جداً، مما يقلل الحاجة إلى استخدام الفولاذ. ونتيجة لذلك، يتم تقليل وزن الهيكل.
تطبيق الخرسانة سابقة الإجهاد
ومن بين أنواع الخرسانة في الهندسة المعمارية، تستخدم هذه الأنواع من الخرسانة في الغالب لبناء الجسور والأرضيات والكمرات والأسقف ومصادر المياه والطرق السريعة، ولا تستخدم بشكل عام لبناء الجدران والأعمدة. ولكن في بعض الحالات، يتم استخدام الخرسانة سابقة الإجهاد كوسيلة اقتصادية لبناء الهياكل التي تتأثر بالانفجار، مثل الجدران الاستنادية أو الحاملة والألواح والأعمدة والكمرات. بالإضافة إلى ذلك يمكن استخدام الخرسانة المسلحة العادية في البحور التنفيذية التي يبلغ طولها حوالي 6 أمتار والتي تتمتع بأداء مقبول ومجدية اقتصادياً. ولكن عندما يكون البعد التنفيذي أكبر من 9 أمتار يجب استخدام الخرسانة سابقة الإجهاد لتكون أكثر توافقاً اقتصادياً مع المشروع.