Сопротивление бетона ударам и изнашиванию
Часть 1 Часть 2
Вопрос о сопротивлении бетона ударам может представлять интерес в следующих случаях.
Во-первых, при изучении конструкций, подвергающихся значительным ударным нагрузкам при монтаже или в эксплуатации, как например, железобетонные сваи, фундаменты под молоты и т. п.
Во-вторых, при изучении поверхностного изнашивания некоторых конструкций, например стенок железобетонных бункеров, бетонных заводских полов и бетонных дорог. Здесь ударная нагрузка не является точно учитываемой, но она неизбежна в эксплуатации этих сооружений и представляет одну из причин их значительного износа.
В-третьих, при устройстве бетонных и железобетонных сооружений, могущих противостоять разрушительному действию снарядов и бомб.
Необходимо сказать, что сама методика экспериментального определения сопротивления бетона ударам еще не является вполне разработанной и единообразной; отсюда и недостаток четких данных о количественной связи между сопротивлением бетона ударам и другими характеристиками этого материала. В сравнительно небольшом количестве исследований этого явления производились опыты на сжимающий и изгибающий удар. В первом случае образец имеет форму призмы, зажимается нижним своим основанием в металлический шабот, а сверху закрывается металлической шапкой, через которую и передается ударная нагрузка. Во втором случае образец получает форму короткой балки или плиты, лежащей на опорах. Разрушение образца осуществляется или повторным падением груза с постоянной высоты или постепенным увеличением высоты падения. За начало разрушения принимают обычно появление в образце первой трещины, за конец — распадение образца на отдельные куски. Фере в своих опытах определяет конец разрушения тем моментом, когда вес наибольшего из кусков разбитого образца составляет не более 50% от веса целого образца. Мерой сопротивления бетона является при этом механическая работа удара, затраченная или до появления первой трещины или до полного разрушения образца.
Опыты указанного типа не позволили установить постоянную зависимость между сопротивлением бетона ударам и его прочностью R, однако влияние некоторых факторов удалось подметить. Так, сопротивление ударам повышается с жирностью состава бетона; бетоны, имеющие одинаковую прочность R, но различную предельную сжимаемость (деформация в момент разрушения), не одинаково реагируют на действие ударной нагрузки: сопротивление ударам тем выше, чем больше сжимаемость бетона, т. е. способность к деформациям без разрушения. Бетоны, изготовленные на гравии, обнаруживают меньшее сопротивление ударам, чем бетоны такого же состава на щебне; это различие следует объяснить более слабой монолитностью бетона из гравия, т. е. меньшим сцеплением округленных и гладких зерен гравия с цементным раствором. Можно сказать, что нормальное сцепление Rn и касательное сцепление Rt являются наиболее существенными факторами в сопротивлении бетона ударам; поэтому все те мероприятия, которые могут повысить сопротивление бетона разрыву и срезу, одновременно повышают и его сопротивление ударным нагрузкам.
Значительную роль в сопротивлении бетона ударам может играть хорошо распределенная в нем арматура, особенно идущая в направлении, перпендикулярном к направлению силы удара: связывая массу бетона, она в то же время воспринимает на себя деформации растяжения, опасные для прочности бетона.