Le béton précontraint est une combinaison de béton à haute résistance et de torons en acier. Cette combinaison en fait un matériau structurel très résistant qui est utilisé dans la construction de dalles de toit, de poutres de pont et de traverses de chemin de fer. Le béton précontraint a été inventé et breveté en 1886 par Henry Jackson, un ingénieur de San Francisco. Ce type de béton est devenu le matériau de choix en Europe après la Seconde Guerre mondiale, en raison de la pénurie d’acier. Le Walnut Lane Memorial Bridge, construit en 1951 à Philadelphie, en Pennsylvanie, est devenu la première structure en Amérique faite de ce type de matériau.
Une poutre en béton ordinaire, même sans charge, a du mal à supporter son propre poids. Lorsque des charges de service sont ajoutées au poids de la poutre, elle développe des fissures capillaires. Au fil du temps, ces fissures s’élargiront et le béton finira par s’effriter. Les dalles de béton minces ont tendance à s’incliner lorsqu’un poids supplémentaire est ajouté, ce qui entraîne le déplacement de la maison. Ces changements sont la raison pour laquelle le béton précontraint a été inventé.
Le béton précontraint peut être créé en utilisant deux méthodes différentes; pré-tension et post-tension. La méthode de prétension consiste à étirer des torons d’acier à haute résistance entre des culées situées aux deux extrémités du lit de coulée de béton. Une fois les torons appris, le béton est coulé dans les lits, où il entoure et adhère aux torons. Une fois que le béton est sec, il se sera lié à l’acier. Une fois que le béton a atteint la résistance souhaitée, les torons sont libérés, ce qui permet au béton de développer une légère arche qui le rend plus résistant aux charges lourdes.
Il existe plusieurs raisons d’utiliser ce type de béton dans diverses structures. Les poutres sont faites de béton précontraint afin qu’elles puissent résister aux contraintes sans se fissurer. Un pieu est précontraint afin qu’il ne s’effrite pas avec les forces du transport et de la conduite lourdes. Les poteaux sont en béton précontraint afin de ne pas se déformer sous le poids de charges lourdes. Les dalles de béton minces sont précontraintes pour les empêcher de s’incliner sous un poids normal.
La création de béton précontraint à l’aide de la méthode de post-tension consiste à appliquer une compression après que le béton a été coulé et durci. Le béton est coulé autour d’un conduit incurvé qui a été traversé par des fils d’acier. Lors du durcissement, une tension est appliquée sur les torons à l’aide de vérins hydrauliques. Les torons sont ensuite calés en place pour que la tension reste après le retrait des vérins hydrauliques.
Le béton créé par la méthode de post-tension est utilisé comme dalles monolithiques pour les maisons situées dans des zones aux sols expansifs tels que l’argile d’adobe. Ce type de béton est également utilisé pour créer des structures où l’expansion et la contraction saisonnières du sol sont un problème. Le béton post-contraint est très efficace pour la construction de bâtiments avec une conception plus élaborée.