برای اولین بار در جهان ، شرکت دانش بنیان فرد ایران با تکیه به دانش بومی موفق به ساخت باسکول جاده ای با بتن پیش تنیده گردیده است .
روش تولید باسکول با بتن پیش تنیده:
مهم ترین مزیت استفاده از روش پیش تنیدگی در تولید باسکول جاده ای به منظور افزایش دقت باسکول می باشد. یکی از مهم ترین عوامل افزایش دقت باسکول طراحی و ساخت صفحه بار(پلتفرم) با دقت بالا و با کم ترین خیز(خمش یا Deflection) در طول مدت بهره برداری می باشد.
برای تولید صفحات باسکول جاده ای با تکنولوژی پیش تنیده علاوه بر آرماتور از تاندون های فولادی نیز استفاده می شود. این تاندون ها حدود 2 تا 3 برابر میلگرد قیمت بیشتری دارد. در این روش ما تاندون های فولادی که در امتداد طولی باسکول وجود دارد را کش میدهیم تا بتواند در برابر کشش مقاومت بیشتری داشته باشند و بتن را از ترک خوردن نجات دهد. به این موضوع پیش تنیدگی گفته میشود. در پیش تنیدگی تاندون های فولادی در امتداد محور خود کشیده میشوند. پس از آن هنگامی که تاندون ها آزاد شدند، فشرده سازی ایجاد میشود که سعی دارد فشار را به دلیل بارگذاری در قسمت بالای صفحه متعادل کند. نیروهای رو به بالا در طول صفحه با بارهای صفحه (بار مرده و زنده) که رو به پایین هستند، مقابله میکنند.
در فرآیند کشش از تاندونهای فولادی با استحکام بالا (استحکام ۲۱۰۰ نیوتن بر متر مربع)، بین دو سر تاندون ها استفاده میشود. سپس، تاندون ها به اندازه ۷۰ تا ۸۰ درصد از استحکام خود کشیده میشوند. پس از آن، بتن با رعایت شرایط استاندارد تهیه و بتن ریزی انجام میشود و تا پایان مرحله عمل آوری تاندون ها به صورت پیش تنیده باقی میمانند. هنگامی که بتن قدرت مورد نظر خود را به دست آورد، نیروهای کششی آزاد میشوند. هنگامی که فولاد با تنش بسیار زیادی سعی میکند تا منقبض شود (به حالت اولیه درآید)، بتن فشرده میشود و در یک حالت دائمی پیش تنش برای حفظ استحکام خود قرار میگیرد. در این حالت میلگردها سعی میکنند به طول اولیه خود برگردند اما در برابر پیوند قوی که با بتن ایجاد کردهاند، مقاومت فشاری بتن را افزایش میدهند.
چرا بتن با تکنولوژی پیش تنیده؟
بتن در حالت معمول خود می تواند تنش های فشاری بسیاری بزرگی را تحمل کند در حالی که در برابر تنش های کششی مقاومت زیادی ندارد و در صورت وارد شدن نیرو یا تنش کششی به آن دچار ترک خوردگی خواهد شد. همان طور که از نام بتن پیش تنیده مشخص است یکی از انواع بتن است که قبل از به کارگیری و بارگذاری خارجی آن در سازه از درون تحت نیروها و تنش هایی قرار می گیرد که در نتیجه آن قادر به تحمل نیروهای کششی بدون ترک خوردگی می شود.
بتن های با تکنولوژی پیش تنیده بکار رفته در سازه های بتنی مقاومت بسیار بالایی را دارند و بسیاری از فشارها و تنش ها درون بتن جذب شده و با کنترل آن هیچ آسیبی به سازه بتنی وارد نمی شود. اما در مقابل، سازه های بتن آرمه با ترکیبی از بتن معمولی (بدون اعمال فرآیندهای مکانیکی) و میلگرد فولادی ساخته شده اند. به لحاظ اینکه بخش اعظمی از فشار و تنش ها توسط میلگردهای فولادی جذب و کنترل می شود، فشار زیادی به بتن نیز وارد خواهد شد و همین امر در بعضی موارد موجب ترکیدن بتن ها می گردد. بنابراین از نظر استحکام، مقاومت، کیفیت و کارایی بتن های با تکنولوژی پیش تنیده بهتر و مناسب تر از بتن آرمه هستند.
برخی از مزایای باسکول های بتنی پیش تنیده نسبت به سایر باسکول ها:
- از بین بردن خیز(خمش یا Deflection) باسکول و لذا افزایش دقت صفحه بار (پلتفرم)
- مقاومت بالا در برابر فشار و کشش
- افزایش عمر مفید سازه در مقابل فشار و کشش
- توانایی انتقال نیروی بیشتر
- ممانعت از ترکیدن سازه در شرایط مختلف محیطی
- کاهش فرسایش و بالاتر رفتن مقاومت سازه
تکنولوژی ایجاد صفحه بار (پلتفرم) با تکنولوژی پیش تنیده منجر به از بین بردن خیز(خمش یا Deflection) باسکول و لذا افزایش دقت صفحه بار (پلتفرم) می شود لذا تا حد بسیار زیادی دقت باسکول در طول دوره بهره برداری ثابت می ماند و حتی می تواند نیاز به کالیبراسیون را از بین ببرد و این تکنولوژی می تواند سرآغاز برنامه ریزی Maintenance Free برای باسکول های جاده ای
مزایای سازه های بتنی به روش پیش تنیده:
- سازه های بتنی به روش پیش تنیده را می توان با اجتناب از ترک های کششی در بتن طراحی کرد. سپس کل بخش در حالت فشرده خواهد بود و هیچ ترک کششی وجود ندارد.
- دوام سازه را افزایش می دهد.
- ظرفیت حمل بار نسبتاً بالاتر است.
- انحراف سازه های پیش تنیده در مقایسه با سازه های ایجاد شده با بتن مسلح با ماهیت مشابه نسبتاً کمتر است.
- بر اساس موقعیت پروفیل تاندون، ظرفیت تحمل بار قابل افزایش است.
معایب بتن پیش تنیده:
- نیاز به تجهیزات زیرساختی بسیار پرهزینه و به عبارتی به سرمایهگذاری اولیه بسیار بالایی دارد.
- نیاز به نیروی کار ماهر دارد.
- باید توجه زیادی به کنترل کیفیت شود.
- تکنیک های خاصی برای اعمال نیروهای پیش تنیدگی و لنگر انداختن سیم ها مورد نیاز است. این به بتن با مقاومت بالا نیاز دارد و هزینه بالایی دارند.
- ساخت قالب ها بسیار مشکل است و برای جلوگیری از لانه زنبوری باید از روش های تراکم خاصی استفاده کرد.
- کار باید به طور فعال نظارت شود. دانش فنی بالاتر مورد نیاز است.
نکته مهم در خصوص معایب بتن پیش تنیده این است که معایب بیان شده برای شرکت فرد ایران که با دست یابی به این تکنولوژی با دقت بالا در حال تولید باسکول های بتنی پیش تنیده است، یک مزیت بزرگ می باشد.
در نظر داشته باشیم یکی از مهمترین کاربردهای پیش تنیدگی بتن در سازه هایی همچون پل ها، سیلوها و مخازن می باشد که با افزایش استحکام و مقاومت سازه بدنبال افزایش کارایی سازه بوده و از هزینه هایی سنگینی که ممکن است در آینده ایجاد نماید جلوگیری می نماید.
درحال حاضر باسکول های پیش تنیده در دو مدل PS60 و PS70 برای داخل زمین و روی زمین تولید میگردد.