Il calcestruzzo precompresso è una combinazione di calcestruzzo ad alta resistenza e trefoli di acciaio. Questa combinazione rende un materiale strutturale molto resistente che viene utilizzato nella costruzione di lastre di tetto, travi di ponti e traversine ferroviarie. Il calcestruzzo precompresso è stato inventato e brevettato nel 1886 da Henry Jackson, un ingegnere di San Francisco. Questo tipo di calcestruzzo divenne il materiale preferito in Europa dopo la seconda guerra mondiale, a causa della carenza di acciaio. Il Walnut Lane Memorial Bridge, costruito nel 1951 a Philadelphia, Pennsylvania, divenne la prima struttura in America realizzata con questo tipo di materiale.
Una normale trave di cemento, anche senza carico, fatica a sostenere il proprio peso. Quando i carichi di servizio vengono aggiunti al peso della trave, si sviluppano crepe sottili. Col passare del tempo, queste crepe diventeranno più grandi e alla fine il cemento si sgretolerà. I sottili cuscinetti di cemento tendono ad incurvarsi quando si aggiunge peso aggiuntivo, con conseguente spostamento della casa. Questi cambiamenti sono il motivo per cui è stato inventato il calcestruzzo precompresso.
Il calcestruzzo precompresso può essere realizzato con due diversi metodi; pre-tensione e post-tensione. Il metodo di pretensionamento prevede l’allungamento di trefoli di acciaio ad alta resistenza tra le spalle situate ad entrambe le estremità del letto di getto di calcestruzzo. Dopo che i fili sono stati insegnati, il calcestruzzo viene versato nei letti, dove circonda e aderisce ai fili. Una volta che il calcestruzzo è asciutto si sarà legato all’acciaio. Dopo che il calcestruzzo ha raggiunto la resistenza desiderata, i trefoli vengono rilasciati, facendo sì che il calcestruzzo sviluppi un leggero arco che lo rende più resistente ai carichi pesanti.
Ci sono diversi motivi per utilizzare questo tipo di calcestruzzo in varie strutture. Le travi sono realizzate in calcestruzzo precompresso in modo che possano resistere alle sollecitazioni senza fessurarsi. Una pila è precompressa in modo che non si sgretoli con le forze del trasporto pesante e della guida. Le colonne sono realizzate in calcestruzzo precompresso in modo da non deformarsi sotto il peso di carichi pesanti. Sottili cuscinetti di cemento sono precompressi per evitare che si pieghino sotto il peso normale.
La creazione di calcestruzzo precompresso utilizzando il metodo di post-tensione comporta l’applicazione della compressione dopo che il calcestruzzo è stato gettato e indurito. Il calcestruzzo viene versato attorno a un condotto curvo attraversato da trefoli di acciaio. Dopo l’indurimento, la tensione viene applicata ai trefoli mediante martinetti idraulici. I trefoli vengono quindi incastrati in posizione in modo che la tensione rimanga dopo che i martinetti idraulici sono stati rimossi.
Il calcestruzzo creato con il metodo di post-tensione viene utilizzato come lastre monolitiche per case situate in aree con terreni espansivi come l’argilla adobe. Questo tipo di calcestruzzo viene utilizzato anche per la creazione di strutture in cui l’espansione e la contrazione stagionale del terreno è un problema. Il calcestruzzo post-teso è altamente efficiente per la costruzione di edifici con una progettazione più elaborata.