Návody na pokusy

Článků v rubrice: 70

Od niti k předpjatému betonu

Beton patří k nejpoužívanějším stavebním materiálům. Jeho předchůdcem, používaným už ve starověkém Římě, byla malta využívající jako pojivo sopečný přírodní „cement“. O její kvalitě svědčí mnohé starověké stavby, které se dochovaly v oblasti Středomoří dodnes. Beton v dnešní podobě však vznikl až po vynálezu portlandského cementu na počátku 19. století, u nás byl použit poprvé v roce 1912. Co je to tzv. předpjatý beton? Udělejme si pokus.

Fotogalerie (7)
Nosník z obyčejného betonu se při zatížení prohne a praská. Ocelové výztuže v železobetonu zvýší jeho pevnost a omezí prohýbání. Předpjatá lana stahují nosník z předpjatého betonu a zabrání jeho prohnutí či praskání.

Beton se vyrábí smíšením štěrku, písku, cementu a vody v míchačkách. Štěrk a písek - tzv. plnivo - dávají betonu pevnost a cement - tzv. pojivo - spolu s vodou vytvářejí ze směsi jednolitou hmotu. Při tvrdnutí v betonu probíhají fyzikální a chemické procesy (zejména krystalizace), při kterých z betonové směsi vznikne během několika týdnů pevný a odolný umělý kámen. Prostý beton má poměrně velkou pevnost v tlaku, ale snese jen malé zatížení při tahu nebo ohybu. Aby byla betonová konstrukce odolnější při zatížení, vyztužuje se vkládáním ocelových prutů, lan nebo sítí – vznikne železobeton. Ještě větší pevnosti se dosáhne technologií předpjatého betonu. Při ní se do bednění uloží ocelová výztuž (lana, tyče), která se nejprve napne, a teprve pak se do bednění nalije betonová směs. Po zatvrdnutí betonu výztuž, uvolněná z napínacího zařízení, stahuje betonový prvek a zabraňuje jeho ohybu a praskání.

Jak postavit nit do pozoru?

Abychom názorně demonstrovali účinky napínacích sil, můžeme sestavit kuriózní konstrukci – stojící nit. Budeme k tomu potřebovat:

-        pevnou nit nebo tenký provázek (asi 60 cm)

-        2 plexisklová pravítka délky 20 cm

-        elektroinstalační svorkovnici

-        pravítko, nůžky, šroubovák

Nejprve si připravíme 4 napínací pásky P: obě pravítka po délce rozřežeme na polovinu a na jejich koncích vyvrtáme otvory o průměru 2 mm. Pak zhotovíme 8 zarážek Z: ze svorkovnice vyjmeme 4 mosazné vložky se šroubky a rozřízneme je na polovinu. Na niti vyznačíme ve vzdálenostech 3,5 cm – 4,0 cm místa pro postupné přišroubovávání zarážek.

Při sestavování konstrukce se neobejdeme bez pomocníka, protože pružné napínací pásky jsou při prohnutí velmi nestabilní a vyžadují neustálé přidržování. Postup při práci můžete sledovat na seriálu fotografií. Na první značku (1) na niti přišroubujeme první zarážku Z1 a navlékneme první napínací pásek P1. Ke značce 2 přišroubujeme druhou zarážku Z2 a za ni navlékneme pásek P2. Nit protáhneme druhým otvorem pásku P1, prohneme jej do oblouku až ke značce 3 a v této poloze jej upevníme zarážkou Z3. Další postup už je v podstatě rutinní a pro čtyřobloukovou konstrukci se dá popsat následující sekvencí akcí:

-        na značku 4 upevníme zarážku Z4 a za ni navlékneme pásek P3

-        protáhneme nit otvorem v pásku P2

-        pásek prohneme do oblouku až ke značce 5

-        v této poloze jej upevníme zarážkou Z5

-        na značku 6 upevníme zarážku Z6 a za ni navlékneme pásek P4

-        protáhneme nit otvorem v pásku P3

-        pásek prohneme do oblouku až ke značce 7

-        v této poloze jej upevníme zarážkou Z7

-        protáhneme nit otvorem v pásku P4

-        pásek prohneme do oblouku až ke značce 8

-        v této poloze jej upevníme zarážkou Z8

Výsledek je docela překvapivý: napjatá nit vytvoří poměrně pevnou konstrukci, demonstrující význam napínané výztuže pro zvýšení pevnosti stavebních prvků z předpjatého betonu. A nejenom to – stojící nit můžeme považovat i za zajímavý umělecký „artefakt“…

Dodatek pro zvídavé

Chcete-li se dozvědět více o významu technologie předpjatého betonu při stavbě kontejnmentu temelínské jaderné elektrárny, přečtěte si dva zajímavé články:

Co vydrží kontejnment ( www.3pol.cz/cz/rubriky/jaderna-fyzika-a-energetika/510-co-vydrzi-kontejnment-jaderne-elektrarny )

Na střeše nejdůležitější budovy Temelína ( www.temelinky.cz/cs/clanky/na-strese-nejdulezitejsi-budovy-temelina-probihaji-klicove-kontroly-936.html )

 

Autorem všech obrázků je RNDr. Jaroslav Kusala.

Jaroslav Kusala
Poslat odkaz na článek

Opište prosím text z obrázku

Nejnovější články

Fyziklání 2020

Dne 14. 2. 2020, tedy ještě před uzavřením škol kvůli koronavirové epidemii, se uskutečnila mezinárodní fyzikální soutěž pro týmy středoškoláků Fyziklání 2020, kterou pořádá skupina vysokoškolských studentů FYKOS (Fyzikální korespondenční seminář).

Krev od vyléčených pacientů se může stát lékem na Covid-19

Tento týden v New Yorku začíná test experimentální terapie současné pandemické nemoci Covid-19, způsobené novým koronavirem. Tento typ terapie je znám již více než 100 let, byl použit v roce 1918 při pandemii tzv. španělské chřipky. Tehdy nebyly k dispozici žádná antivirotika ani očkování.

www.rouskyvsem.cz.

Je období řádícího koronaviru způsobujícího nemoc Covid-19. Podpořme dobrou věc, nic nás to nestojí. V této vypjaté situaci lze na internetu najít spoustu informací. Některé jsou ověřené, jiné typické “fakenews”. A to je problém. Proto se tým stojící za webem rouskyvsem.

Sluncem poháněné vzducholodě

Byly doby, kdy byly vzducholodě považovány za budoucnost létání. Pak upadly v zapomnění, aby se nyní vrátily jako „zelenější“ způsob dopravy. Britská firma Varialift Airships plánuje stavět vzducholodě poháněné sluncem, které by se měly používat v mezinárodní přepravě nákladů.

Amatérská ochranná rouška

V boji proti koronaviru je potřeba velkého množství ochranných roušek a zdravotnických masek. Odborníci vyzývají: „Noste všichni masku, abyste se vyhnuli infekci!“. Rostoucí poptávka způsobila vážný nedostatek masek. Ochranné roušky v lékárnách byly brzy vykoupené, což mezi lidmi vyvolávalo paniku.

Nejnovější video

Bez jaderné energie se ve vesmíru daleko nedostaneme

Krátké výstižné video z dílny Mezinárodní agentury pro atomovou energii ve Vídni ukazuje využití jaderné energie a jaderných technologií při výzkumu vesmíru. Ne každý ví, že jádro pohání vesmírné sondy už po desetiletí. Zopakujme si to. (Film je v angličtině.)

close
detail