土木・建築に詳しい方に質問です。 プレストレスコンクリートは、予め圧縮力を加えることで引張を生じさせ

土木・建築に詳しい方に質問です。
プレストレスコンクリートは、予め圧縮力を加えることで引張を生じさせないようにするねらいがあると思うのですが、コンクリートは弾性体なので、プレストレスを加えた後、元に戻る性質があるのではないのですか？

No.2 回答者： isoworld 回答日時： 2019/04/23 22:11

コンクリートは圧縮させる方向には強いのですが、引っ張る方向には脆いんです。

なので、たとえば思いっきり引っ張ったピアノ線をコンクリートで固めると、強度が増すわけです。

No.1 回答者： むらさめ 回答日時： 2019/04/23 20:24

>予め圧縮力を加えることで引張を生じさせないように

予め圧縮応力を加えることで、引張り応力に耐力を持たせたコンクリートと考えた方が、より現実的かなと考えます。
弾性変形による歪み量も金属材料と比べるとごく小さいですが、大昔先輩社員から聞いたのですが、橋などの構造物で大きな変形を観ることができるそうです。

プレストレスのかけ方は色々ありますが、例えば電信柱は、内部のPC鋼材に引っ張り応力を加えて固定してコンクリートを打設し硬化させます。
硬化後、内部になるPC鋼材の固定を取り除くとPC鋼材は引っ張り応力が除去されるので、鋼材は縮もうとします。
PC鋼材の縮む圧縮方向への応力が打設したコンクリートに作用し、全体の構造として圧縮のプレストレスがかかることになります。

コンクリートは引っ張り方向への強度が低いですが、圧縮のプレストレスがかかった分、引っ張り方向への強度が増すことになります。
マイナスの応力を予め掛けておいて、その分で引っ張り方向のプラスの強度を稼ごうということです。

混和材などでプレストレスを掛ける方法もあるようですが、今、採用されているか判りません。

砲等も昔は焼き嵌めといって、内側の筒(外径が少し外側の筒の内径よりも大きい)と外側の筒を用意し
内径の少し小さな外側の筒を熱して熱膨張で内径を大きくして、内部に大きな外径の内側の筒を嵌め込み常温に冷却し、プレストレスを与えることをしていました。
砲は内部で火薬が爆発するわけですから、内側の砲身が縮む方向にプレストレスを掛けて、火薬が爆発した時に生じる砲身が避ける応力を緩和する目的です。
今は、水圧などを利用して違うプレストレスのかけ方をします。