logo

Влияние формы и размеров образца бетона на прочность

Часть 1   Часть 2   Часть 3    Часть 4

Еще проф. А. Фёппль (A. Foppl) изучал влияние трения торцов образца на его сопротивление сжатию аналогичные эксперименты проводил Менаже (Mesnager). В более поздних опытах проф. Гелера в Дрезденской лаборатории с цементным раствором состава 1:3 и с бетоном состава 1:2:3 было получено, что при уничтожении трения на опорных гранях кубика путем смазывания их стеарином временное сопротивление сжатию R уменьшается примерно вдвое. Такое пониженное сопротивление Гелер называет собственной прочностью материала в отличие от условной прочности R, получаемой при обычном способе испытания кубика; в его опытах собственная прочность бетона оказалась равной 0,5 для образцов со стороной 10 см и 0,55 - для образцов со стороной 20 см.

Влияние высоты образца. Только что рассмотренное влияние опорного трения на величину временного сопротивления сжатию проявляется тем сильнее, чем ниже образец. Наоборот, с ростом высоты образца поперечное расширение последнего становится более свободным и материал при меньшей нагрузке доходит до своей предельной прочности.

В призматических образцах роль смазки опорных граней уменьшается с ростом высоты призмы, т. е. смазанный образец по сравнению с таким же образцом без смазки испытывает тем меньшее понижение прочности, чем больше отношение. В опытах Гелера, цитированных выше, для цементного раствора состава 1:3 была получена интересная кривая относительного падения прочности смазанного образца при изменяющемся отношении h/a от 1 до 6. Если продолжить дальше эту кривую по ее течению, то она пересекает ось абсцисс примерно при h/a = 7,5. Это означает, что в призме с отношением высоты к поперечному размеру, равным или большим 7,5, смазка опорных граней не должна оказывать никакого влияния на сопротивление сжатию образца; иными словами опорное трение в этом случае уже не задерживает поперечных деформаций в средней части образца. Однако прочность такой призмы в опыте оказалась равной 0,68 R, т. е. выше, чем можно было бы ожидать в соответствии с предыдущими результатами.

Абсолютное падение временного сопротивления сжатию призматического образца при повышении отношения h/a установлено многими опытами, однако имеющиеся данные, определяя характер этого падения, все же не дают возможности установить более или менее четкой количественной связи между Rпр и отношением h/a.

Причины такой неустойчивости опытных результатов различных лабораторий следует видеть в неодинаковых условиях производства опытов и влиянии неучитываемых побочных факторов. Сюда относятся: различие в размерах испытываемых образцов; влияние опорного трения, которое может колебаться в своей интенсивности в зависимости от состава бетона и от вида опорной поверхности; не всегда центральная передача нагрузки, что особенно сильно может отражаться при испытании высоких призм; неодинаковая скорость нагружения образца и т. д.

Проф. Граф на основании своих опытов пришел к выводу, что отношение между призменной и кубиковой прочностью понижается не только с ростом, но при одинаковой высоте призмы и с ростом самой кубиковой прочности, т. е. марки бетона R. Этому странному на первый взгляд обстоятельству можно было бы дать следующее объяснение. Как увидим дальше, сопротивления бетона разрыву R' и срезу Rcp возрастают не пропорционально марке бетона R, а значительно медленнее, так что отношения R'/R и Rср/R убывают с ростом R. А так как сопротивления R' и Rcp являются основными факторами, определяющими прочность бетонной призмы при сжатии (см. начало настоящего параграфа), то отсюда становится понятным и наблюденное в опытах Графа относительное падение призменной прочности бетона с ростом его кубиковой прочности.