کابل پیش تنیدگی (PC Strand)

کابل‌های پیش تنیدگی می تواند تا 50 رشته مفتول داشته باشد، اما در حال حاضر مرسوم ترین شکل برای استفاده از فولاد پیش تنیدگی، کابلهای پیش تنیدگی هفت رشته ای است. کابلهای پیش تنیدگی با جکهای هیدرولیکی کشیده شده و توسط گوه های فولادی در مهارهای انتهایی، گرفته می شوند.

استانداردهای مختلفی برای کابلهای پیش تنیدگی وجود دارد، اما در کشور ما معمولا استاندارد آمریکاییASTM A416  مورد استفاده قرار می‌گیرد. مطابق این استاندارد، کابلهای پیش تنیدگی در دو رده 250 و 270 تقسیم بندی می شوند. مقاومت نهایی کابلهای رده 250 برابر 17250و رده 270 برابر 18600 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع می باشد. کابلهای پیش تنیدگی در دو دسته تنش زدایی شده (Stress Relieved) و با وادادگی کم  (Low Relaxation or Low lax)تولید می‌شوند. کابلهای با وادادگی کم پس از کشش و در دراز مدت افت کمتری دارند. در حال حاضر این کابلها بصورت معمول در کارها استفاده می شوند و کابلهای تنش زدایی شده صرفاً در موارد خاص کاربرد دارند .

کابل پیش تنیدگی (PC Strand)

کابل های مورد استفاده در بتن پیش تنیده، از نظر شکل ظاهری عموما در سه نوع بدون روکش (Uncoated PC Strand)، روکش دار آزاد (Unbonded PC Strand) و روکش دار ثابت (Epoxy coated PC Strand) تقسیم بندی می‌شوند.

کابل بدون روکش (Uncoated PC Strand)

متداولترین نوع کابلهای پیش تنیدگی، نوع بدون روکش آن بوده که به صورت 2، 3 یا 7 رشته مفتول موجود می‌باشد. از این کابل‌ها به طور گسترده جهت ایجاد پیش تنیدگی سازه های بتنی (برج‌ها، مخازن، شاه تیرها و سقف‌های با دهانه های بزرگ و …) مورد استفاده قرار می‌گیرد.

کابل بدون روکش (Uncoated PC Strand)

2- کابل روکش دار (Unbonded PC Strand)

این نوع کابل‌های پیش تنیدگی دارای یک روکش پلی اتیلن می‌باشد. بین کابل و روکش، یک لایه گریس جهت حرکت آزاد کابل در داخل روکش و همچنین محافظت از کابل در برابر خوردگی، وجود دارد. روکش این کابل ها در رنگ های مختلف تولید می‌شوند. با استفاده از این نوع کابلها بدلیل داشتن روکش، در هنگام اجرا نیازی نصب غلاف و تزریق گروت وجود ندارد که این امر موجب افزایش سرعت و راحتی کار می‌شود.

به طور کلی می‌توان گفت، از این کابل ها در ساخت سازه های بتنی با بتن درجا ریز مانند سازه های عریض با دهانه های بلند و همچنین در برخی قطعات پیش ساخته بتنی خاص استفاده می‌شود. از جمله کاربردهای این کابل‌ها در دال‌های بتنی، پل‌ها، مخازن و گنبدهای بتنی، در کف یا سقف استادیوم های ورزشی، لوله های آب فشار قوی بتنی، سازه های دریایی، برج‌ها، باند فرودگاه و … می‌باشد.

کابل روکش دار (Unbonded PC Strand)

3- کابل پوشیده با روکش اپوکسی (Epoxy coated PC Strand)

کابل‌های پیش تنیدگی با روکش اپوکسی در چند سال گذشته توانسته است جایگاه مناسبی پیدا کند. این کابل ها دارای یک روکش از جنس پلی اتیلن می‌باشد که به کابل چسبیده است و در هنگام کشیده شدن، بدون ترک خوردن و یا جدا شدن از کابل، همراه با کابل کشیده می شود. از این کابلها در مناطقی که دارای محیطی با خورندگی بالا هستند و کابل نیاز به محافظت زیاد دارد، استفاده می‌شود. مانند سازه های پیش تنیده دریایی که معرض خوردگی و برخورد امواج دریا هستند، تثبیت دیواره خاکبرداری و سقف معادن در محیط های دارای خاک خورنده.

کابل پوشیده با روکش اپوکسی (Epoxy coated PC Strand)

فولاد پیش تنیدگی

جهت اعمال نیروی پیش تنیدگی به بتن از کابل (Strand) ، مفتول (Wire) یا میلگرد (Bar) پیش تنیدگی استفاده می شود که بصورت تک رشته ای یا گروهی در قطعات پیش تنیده قرار داده می‌شوند. برای اصلاح مشخصات فولاد و تهیه فولاد پیش تنیده عملیات مختلفی روی آنها انجام می شود. این عملیات به شرح زیر است:

سرد کشیدگی (Cold Drawn)

در این عملیات فولاد پیش تنیدگی برای چند روز تحت کشش مستمر قرار می گیرد و از این طریق چیدمان کریستالی دچار تغییر شده و مقاومت آن افزایش می یابد.

تنش زدایی (Stress Relieving)

تنش زدایی از طریق افزایش دما تا حدود 350 درجه سانتیگراد و کاهش آرام دما صورت می گیرد. در این عملیات محدوده ارتجاعی فولاد پیش تنیدگی افزایش یافته اما فاصله تغییرشکل پلاستیک پس از جاری شدن کاهش می یابد.

کاهش وادادگی (Low Relaxation)

این عملیات با گرم کردن فولاد تا مرز 350 درجه سانتیگراد حین کشش آنها صورت می گیرد. این عملیات با کاهش تغییر شکل پلاستیک پس از جاری شدن، منحنی تنش – کرنش فولاد را اصلاح می کند. بعلاوه وادادگی فولاد به شدت کاهش می یابد .

روشهاي وارد كردن نيروي پيش تنيدگي

1- روش مكانيكي

شايد ساده ترين روش فشرده ساختن يك تير ، به وسيله يك يا دو جك در مقابل دو تكيه گاه مي باشد . اين روش در بعضي از پروژه ها ي بزرگ به كار مي رود . در بعضي از پروژه ها پس از فشرده ساختن تير به وسيله جك با قراردادن پليت بين تير و تكيه گاه جلوي برگشت تير را به حالت اوليه گرفته ، سپس جك ها را آزاد مي كنند .

اشكال اساسي اين روش ها اين است كه كوچكترين تغيير شكل و يا حركت تكيه گاه به نحو قابل ملاحظه اي نيروي پيش تنيدگي را كاهش مي دهد .

2- روش شيميايي

در اين روش نيروي پيش تنيدگي در اثر استفاده از سيمان هاي منبسط شونده بوجود مي آيد ، اين سيمانها بر خلاف سيمانهاي معمولي در موقع گرفتن و سخت شدن به جاي منقبض شدن منبسط مي گردند . و چون وجود كابلها در داخل بتن جلوي اين انبساط طول را مي گيرد در نتيجه مقداري نيروي فشاري در تير ايجاد مي شود.

3- روش الكتريكي- حرارتي

در اين روش با وصل كردن جريان برق به كابلها باعث ازدياد طول كابلها شده، سپس كابلها را توسط گيره هائي در همان حال كشيده به تكيه گاه وصل مي كنند . پس از قطع كردن جريان و سرد شدن كابلها ، دور آنها را بتن ريزي مي كنند و بعد از اينكه مقاومت بتن به حد لازم رسيد كابل هاي كشيده شده را از تيكه گاه آزاد مي كنند ، و در نتيجه نيروي كشيده شدن كابلها به بتن منتقل مي گردد . روش پيش تنيدگي حرارتي به طور وسيعي براي ساختن دالها ، تيرها، خرپاها و ستونهاي چراغ برق مورد استفاده قرار ميگيرد .