Návody na pokusy

Článků v rubrice: 72

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

Evropské univerzity se spojují pro výchovu kvantových odborníků

Desítky evropských univerzit včetně ČVUT se prostřednictvím Fakulty jaderné a fyzikálně inženýrské (FJFI) spojily v rámci evropského projektu QTEdu Open Master spadajícího do evropského projektu Quantum Flagship.

Jak pozná mobil ze signálů GPS mou polohu?

Systém GPS (údajně "Gde Proboha 'Sem?") umožní vašemu přijímači aby našel svou polohu na Zemi ze signálů vysílaných družicemi systému.

Earth 300 bude první superjachtou s jaderným pohonem na světě

Projekt Earth300 je nejen první superjachtou s jaderným pohonem na světě, ale má se stát extrémní technologickou platformou pro vědu, průzkum a inovace na moři.

Skrytý svět pod nohama Brňanů

Hluboko pod ulicemi Brna leží na dvě desítky kilometrů důmyslných staveb, díky nimž do tisíců brněnských domů proudí voda či elektřina. Síť podzemních kolektorů moravské metropole se ...

Města budoucnosti, která fungují již dnes

Už dnes využívá mnoho měst technologie a inovace, které zlepšují život občanům. Mohli bychom je označit za města budoucnosti - určitě by si obyvatelé i jiných měst přáli, aby se jim žilo lépe a snadněji.

Nejnovější video

Jak funguje PCR test na coronavirus

Krásně a jednoduše vysvětleno se srozumitelnými animacemi. V angličtině.

close
detail