Бетон

БЕТОНЪ въ военномъ дѣлѣ примѣняется, гл. обр., въ крѣпостн. и морск. сооруженіяхъ и въ казармен. строительствѣ въ видѣ простого Б. или Б., усиленнаго желѣзомъ, — "желѣзо-Б." Составныя части. Б. представляетъ искусствен. строительный матеріалъ изъ щебня или гравія и песку, соединенныхъ въ монолитъ посредствомъ вяжущихъ веществъ. Всѣ составныя части Б. раздѣляютея на: 1) недѣятельные, каменные матеріалы, составляющіе остовъ Б.; 2) вещества дѣятельныя (цементирующія), какъ, напр., разнаго рода цементы и извести, и 3) воду, играющую роль возбудителя относительно дѣятельныхъ веществъ. Вяжущимъ веществомъ въ отвѣтственныхъ сооруженіяхъ служитъ портландъ-цементъ. Романъ-цементъ и гидравлическія извести примѣняются лишь въ постройкахъ, отъ которыхъ не требуется столь высокой прочности. Пріемка портландъ-цемента на работахъ воен. вѣдомства производится согласно технич. условіямъ, утвержд. мин-ромъ путей сообщ. прик. 3 іюня 1899 г., № 68 и 20 янв. 1900 г., № 12, съ тѣмъ лишь измѣненіемъ, что срокомъ начала схватыванія назначенъ 1 часъ по затвореніи водою (журн. инжен. комитета 23 окт. 1904 г., № 42). Песокъ, примѣняемый для Б-ныхъ и желѣзо-Б-ныхъ работъ, долженъ проходить черезъ сито съ отверстіями діам. 5 мм. (прик. мин-ра путей сообщ. 30 мая 1908 г., № 53). Наибольшій размѣръ щебенокъ и зеренъ гравія — 7 см. Объемъ пустотъ измѣняется: въ пескѣ отъ 18 до 36%, въ гравіи отъ 33 до 40% въ щебнѣ отъ 40 до 52%. На XIII съѣздѣ русскихъ техниковъ и заводчиковъ по цементному, Б-ному и желѣзо-Б-ному дѣлу (въ 1910 г.) приняты слѣд. общія опредѣленія Б., въ зависимости отъ состоянія составныхъ его частей и ихъ свойствъ: для характеристики смѣси цемента и песку (раствора), въ зависимости отъ степени заполненія цементомъ пустотъ въ пескѣ, установлены термины "жирный" и "тощій"; степень же заполненія растворомъ пустотъ щебня и гравія опредѣляется терминами "плотный" и "пористый". Так. обр., получаются слѣдующіе 4 характерные состава Б.: а) жирный и плотный Б., въ которомъ всѣ пустоты песка заполнены цементомъ и всѣ пустоты въ щебнѣ или въ гравіи заполнены растворомъ; б) тощій и пористый Б., въ которомъ часть пустотъ какъ въ пескѣ, такъ и въ щебнѣ или гравіи остается незаполненными; в) жирный и пористый Б., въ которомъ пустоты въ пескѣ заполнены цементомъ, а часть пустотъ въ щебнѣ или гравіи остается незаполненной растворомъ, и, наконецъ, г) тощій и плотный Б., въ которомъ часть пустотъ песка не заполнена цементомъ при плотномъ заполненіи растворомъ всѣхъ пустотъ въ щебнѣ или гравіи. Основныя положенія для правильнаго и наивыгоднѣйшаго рѣшенія всѣхъ вопросовъ относительно крѣпости и водонепроницаемасти Б. выработаны научнымъ, лабораторнымъ путемъ и приведены въ сочиненіи И. Малюга: "Составъ и способъ приготовленія цементнаго раствора (бетона) для полученія наибольшей крѣпости" ("Инжен. Журналъ" 1895 г.). Крѣпость цементныхъ растворовъ и Б. опредѣляется, гл. обр., ихъ плотностью и количествомъ содержащагося въ нихъ цемента. Уплотненіе Б. можетъ быть достигнуто: надлежащимъ выборомъ и соотношеніемъ щебня или гравія и песка; употребленіемъ надлежащаго количества цемента; употребленіемъ строго необходимаго количества воды; примѣненіемъ необходимой работы трамбованія. Оцѣнка въ экономическомъ отношеніи способовъ уплотненія можетъ быть произведена сравненіемъ того сбереженія цемента, которое получается при примѣненіи каждаго способа въ отдѣльности. Данныя лабораторныхъ испытаній слѣдующія. 1) При увеличеніи крупности песка отъ самаго мелкаго до наиболѣе крупнаго можетъ быть получено сбереженіе до 30% цемента на единицу объема Б. 2) При надлежащемъ подборѣ смѣси песковъ, гравія или щебня можно получить сбереженіе цемента до 30%. 3) При примѣненіи усиленнаго трамбованія количество цемента при той же крѣпости Б. можетъ быть уменьшено на 25%. 4) Увеличеніе крѣпости Б. посредствомъ увеличенія содержанія въ немъ цемента крайне невыгодно въ экономич. отношеніи и можетъ быть примѣнено лишь только къ тощимъ растворамъ Б. 5) При использованіи въ полной мѣрѣ всѣхъ перечисленныхъ средствъ уплотненія можно получить сбереженіе въ цементѣ до 40%, при одновременномъ увеличеніи крѣпости Б. въ 1,5 раза. Независимо отъ требующихся качествъ Б. и экономич. соображеній, качества и соотношеніе инертныхъ веществъ должны удовлетворять слѣд. двумъ условіямъ: 1) смѣсь инертныхъ составныхъ частей сама по себѣ должна представлять возможно плотную массу, т. е. содержать наименьшій объемъ пустотъ; 2) общая поверхность зеренъ инертныхъ веществъ должна быть наименьшей, для чего слѣдуетъ избѣгать излишняго количества наиболѣе мелкихъ частицъ, въ особенности пылеобразныхъ. На практикѣ является наиболѣе выгоднымъ составленіе смѣси изъ трехъ сортовъ отощающихъ веществъ: а) отсортированнаго крупнаго гравія, б) отсортирован. мелкаго гравія и в) несортирован. песка. Соотношеніе между объемами этихъ трехъ сортовъ въ смѣси можетъ быть принято равнымъ 6:2:1. Составъ Б. опредѣляется на практикѣ обыкновенно соотношеніемъ объемовъ твердыхъ составныхъ частей, принимая за единицу объемъ цемента. Въ крѣпостн. сооруженіяхъ примѣняются составы Б.: а) для частей сооруженій, не подверженныхъ непосредственному пораженію снарядами — 1 часть портландъ-цемента, 3 ч. песку и 7 ч. щебня (1:3:7) и б) для сооруженій, подверженныхъ пораженію, — 1 ч. портландъ-цемента, 2 ч. песку и 4 ч. щебня (1:2:4). При улотребленіи смѣси щебня съ гравіемъ (голышемъ) составъ Б. можетъ быть взятъ: 1 ч. портландъ-цемента, 2 ч. песку и 5 ч. смѣси щебня съ гравіемъ. Щебень или гравій (голышь) долженъ быть изъ кремнистыхъ породъ, гранита или твердыхъ известняковъ. Таблица, опредѣляющая количество цемента, песка и воды для 1 куб. сж. раствора, объявлена прик. по инжен. корп. 1873 г., № 5. Вода для приготовленія Б. должна быть возможно чистой и не содержатъ въ растворѣ гипса и сѣрнистыхъ соединеній, углекислоты, органич. веществъ, а также жировъ и кислотъ, попадающихъ изъ фабричныхъ сточныхъ водъ. На практикѣ необходимое количество воды опредѣляется въ каждомъ случаѣ въ зависимости отъ свойствъ цемента, степени влажности инертныхъ составныхъ частей, ихъ пористости, соотношенія между твердыми составными частями, состоянія погоды, мѣстныхъ условій, способовъ производства Б-ныхъ работъ и пр. Въ общемъ вѣсъ воды составляетъ отъ 5 до 8% отъ вѣса твердыхъ составныхъ частей Б. Въ зависимости отъ назначенія Б. и способа производства работь, на практикѣ по количеству воды различаютъ слѣдующіе три состава Б. 1) Жесткій Б., содержащій нормальное количество воды; при усиленномъ трамбованіи на поверхности уплотняемаго (рабочаго) слоя показываются лишь слѣды влаги. Такой Б. примѣняется въ крѣпостн. Б-ныхъ сооруженіяхъ. Свѣжій жесткій Б., сжатый въ рукѣ, не оставляетъ слѣдовъ раствора на рукѣ и держится въ комкѣ, подобно свѣже-отрытой землѣ. 2) Пластичный Б. содержитъ нѣкоторый избытокъ воды, обусловливающій сравнительно большую подвижность твердыхъ составныхъ частей Б., вслѣдствіе чего требуется меньшая работа трамбованія, чѣмъ для Б. жесткаго. Пластичный Б. употребляется для желѣзо-Б-ныхъ работъ, такъ какъ нѣкоторый избытокъ воды увеличиваетъ силу сцѣпленія желѣза съ Б. 3) Литой Б. содержитъ бо́льшій избытокъ воды, чѣмъ Б. пластичный, и допускаетъ поэтому отливку Б-ныхъ сооруженій въ тѣхъ случаяхъ, когда трамбованіе не можетъ быть примѣнено, напр., при подводной кладкѣ. Приготовленіе Б. I. Ручной способъ. Приготовленіе Б. сводится къ слѣдующимъ работамъ: 1) подвозка щебня или гравія и вываливаніе его на платформы или ящики; 2) промывка щебня или гравія; 3) приготовленіе сухой смѣси песку и цемента; 4) доставка сухой смѣси къ платформамъ или ящикамъ, служащимъ для приготовленія Б.; 5) перемѣшиваніе лопатами и граблями щебня (гравія) съ сухой смѣсью песка и цемента, съ поливкою водою. Подробное описаніе всѣхъ этихъ работъ и инструкція для производства Б-ныхъ работъ ручнымъ способомъ, принятымъ въ упр-ніи строителя Кронштадтскихъ укрѣпленій, приведены въ "Инжен. Журн." 1900 г., № 3. II. Машинный способъ. Широкое примѣненіе въ настоящее время машинъ для приготовленія Б. обусловливается: а) экономич. соображеніями; б) однородностью состава получаемаго Б.; в) значительнымъ упрощеніемъ организаціи работъ; г) малой площадью, требующейся для устройства Б-наго завода. Примѣненіе машинъ доводитъ до минимума число рабочихъ и почти устраняетъ вредное вліяніе ихъ небрежности на свойства Б. Примѣняемыя на практикѣ машины (бетоньерки или мѣшалки) могутъ быть раздѣлены на слѣдующія характерныя группы: 1) приспособленія, въ которыхъ перемѣшиваніе достигается при паденіи всѣхъ составныхъ частей съ нѣкоторой высоты; 2) машины съ вращающимся барабаномъ различной формы, въ которомъ составныя части Б. перемѣшиваются вслѣдствіе многократнаго поднятія ихъ и паденія съ незначительной высоты; 3) машины съ барабаномъ, снабженнымъ стальными шарами, производящими при вращеніи барабана тщательное перемѣшиваніе и отчасти перетираніе составныхъ частей Б.; 4) машины, состоящія изъ неподвижнаго барабана или корыта, въ которыхъ составныя части Б. перемѣшиваются вращеніемъ вала съ кулаками; 5) машины по типу бѣгуновъ, производящія перемѣшиваніе и перетираніе. Независимо отъ системы, бетоньерки раздѣляются на машины непрерывнаго и періодическаго дѣйствія. 1) Типичное приспособденіе первой группы представляетъ бетоньерка Джильбрета (черт. № 1), состоящая изъ желѣзнаго желоба, на боков. стѣнкахъ котораго укрѣплены: а) наклонныя изогнутыя полки, отбрасывающія падающій матеріалъ къ срединѣ желоба, и б) поперечины, поддерживающія концы желѣзн. стержней, расположенныхъ въ шахматномъ порядкѣ и прикрѣпленныхъ наклонно ко дну желоба. Верхній конецъ желоба имѣетъ видъ воронки и служитъ для загрузки матеріаловъ; нижній конецъ съ откиднымъ дномъ. Въ пріемной воронкѣ помѣщается предохранительная рѣшетка, задерживающая щебенки большаго размѣра, чѣмъ допускаемый. На платформѣ (черт. № 2) укладывается слоями щебень (гравій), песокъ и цементъ; рабочіе лопатами эти матеріалы бросаютъ въ пріемную воронку, гдѣ они проходятъ черезъ рѣшетку и, падая, перемѣшиваются, отражаясь многократно отъ боков. полокъ и желѣзн. стержней. Вода проводится тонкими струйками внутрь желоба посредствомъ двухъ поперечныхъ отростковъ водопроводной трубы, снабженной кранами. Длина желоба отъ 4 до 10 фт., шир. отъ 9 до 11 дм., вѣсъ, при длинѣ 10 фт., 15 пд. Наклонъ желоба въ зависимости отъ размѣра и вѣса щебенокъ отъ ½ до ?. Бетоньерка Джильбрета и подобныя ей приспособленія могутъ быть примѣнены съ выгодой при производствѣ Б-ной кладки въ котлованахъ и рвахъ. При непрерывности дѣйствія бетоньерка не обезпечиваетъ полученія вполнѣ однородной смѣси, какую можно получить въ бетоньеркахъ періодическаго дѣйствія. Непремѣнное условіе для полученія болѣе или менѣе однородной смѣси — примѣненіе крупнаго песка, при гравіи и щебнѣ средняго и крупнаго размѣра. Производительность въ среднемъ 1—2 куб. сж. въ часъ. 2) Въ бетоньеркахъ второй группы перемѣшиваніе составныхъ частей получается вслѣдствіе паденія ихъ съ нѣкоторой незначительной высоты при вращеніи барабана. Въ этой группѣ простѣйшими по конструкціи являются: а) бетоньерка Jeffrey (черт. № 3), представляющая кубъ изъ листовой стали, вращающійся на оси, совпадающей съ діагональю куба, и б) бетоньерка Мессента (черт. № 4), въ видѣ чугунной коробки въ формѣ тетраэдра со срѣзанными углами и ребрами. Въ обѣихъ бетоньеркахъ для загрузки и выгрузки служитъ дверца на одной изъ граней. Емкость мѣшалокъ до 26,5 куб. фт. Производительность отъ 0,6 до 0,8 куб. сж. въ 10 часовъ. Изъ другихъ бетоньерокъ этой группы слѣдуетъ указать: бетоньерки Рансома, Смита и "Общества производства машинъ". Въ бетоньеркѣ Смита барабанъ состоитъ изъ 2 усѣченныхъ конусовъ, соединенныхъ широкими основаніями. На внутренней поверхности барабана раслоложены по винтовой линіи короткія полки (черт. №№ 5 и 6). Барабанъ вращается посредствомъ зубчатаго кольца, одѣтаго посрединѣ барабана. Нагрузка и перемѣшиваніе Б. производится при горизонтальномъ положеніи оси барабана (черт. № 5), а выгрузка — при наклонномъ, изображенномъ на черт. № 7, гдѣ показано усовершенствованное устройство передвижной бетоньерки Смита безъ пріемной воронки, взамѣнъ которой ковшъ подъемника А снабженъ горловиной, которая при подъемѣ ковша входитъ въ пріемное жерло барабана. 3) Бетоньерки третьей группы содержатъ внутри барабана 25—50 стальныхъ шаровъ, вѣсомъ до 15 фнт. Въ стѣнкѣ барабана (черт. №№ 8 и 9) имѣется окно, закрывающееся задвижкой, со вставленной въ него рѣшеткой, въ которой ширина просвѣтовъ меньше діаметровъ шаровъ. Загрузка барабана производится посредствомъ подъемника. При вращеніи барабана шары разбиваютъ, перемѣшиваютъ и перетираютъ смѣшиваемые матеріалы. Шаровыя бетоньерки пригодны при употребленіи мелкихъ отощающихъ веществъ и, гл. обр., при мелкомъ пескѣ. Производительность ихъ меньше, чѣмъ бетоньерокъ предыдущей группы. 4) Машины четвертой группы, въ которыхъ составныя части Б. перемѣшиваются вращающимся валомъ съ кулаками, могуть быть раздѣлены на 3 типа: съ горизонтальнымъ, наклоннымъ и вертикальнымъ валомъ. Мѣшалки первыхъ двухъ типовъ устраиваются съ однимъ или двумя валами; поперечный разрѣзъ корыта съ такими валами представленъ на черт. № 10. Сопротивленіе перемѣшиванію сильно возрастаетъ по мѣрѣ увеличенія размѣровъ щебенокъ или зеренъ гравія; поэтому мѣшалки съ кулаками слѣдуетъ признать совершенно непригодными для щебня или смѣси щебня съ гравіемъ. 5) Въ машинахъ пятой группы бѣгуны перемѣшиваютъ составныя части Б. посредствомъ: а) нѣсколькихъ массивныхъ катковъ, перекатывающихся по дну чугуннаго таза, и б) скребковъ разнаго устройства, сгребающихъ перемѣшиваемую массу подъ катки (черт. № 11, табл. № 4). Производительность отъ 0,12 до 0,7 куб. сж. въ часъ. Подробное описаніе приготовленія Б. машиннымъ способомъ см. въ "Инжен. Журн." 1900 г., № 12, и 1902 г., № 1. Общія правила производства Б-ной кладки. А. Въ надземныхъ сооруженіяхъ. Всѣ дѣйствія по доставкѣ Б. и употребленію его въ дѣло должны быть закончены въ промежутокъ времени ок. 1,5 часа для того, чтобы не тревожить Б. въ начавшійся періодъ схватыванія цемента. Б. укладывается и уплотняется (трамбуется) слоями толщ. отъ 6 до 10 дм., въ зависимости отъ требуемыхъ качествъ Б. Опыты показали, что: 1) трамбованный Б. на 25—30% прочнѣе нетрамбованнаго; 2) при трамбованіи увеличивается плотность и водонепроницаемость Б., что весьма важно для морск. сооруженій и построекъ въ холодномъ климатѣ, гдѣ однимъ изъ главн. разрушительныхъ дѣятелей является вода, замерзающая въ порахъ Б.; 3) трамбованіе уменьшаетъ до минимума объемъ пустотъ въ инертныхъ составныхъ частяхъ, вслѣдствіе чего имѣется возможность получать прочные Б. съ наименьшимъ количествомъ цемента. Для полученія прочной связи между отдѣльными (рабочими) слоями Б. поверхность каждаго утрамбованнаго слоя должна бороздиться граблями или проволочными метлами. Несобдюденіе этого требованія влечетъ появленіе въ массивныхъ Б-ныхъ сооруженіяхъ: а) трещинъ по рабочимъ слоямъ подъ вліяніемъ измѣненій температуры и влажности и б) разслоенія крѣпостныхъ Б-ныхъ сооруженій при ударахъ и взрывахъ снарядовъ. Въ періодъ схватыванія и начальнаго твердѣнія необходимо предохранить Б. отъ дѣйствія солнца и вѣтра, покрывая наружныя поверхности рогожами, соломенными матами, которые поливаются водою. Для сохраненія неразрывности (монолитности) необходимо соблюденіе также слѣдующихъ условій: 1) предѣльные размѣры Б-ныхъ массивовъ въ каждомъ частномъ случаѣ зависятъ отъ свойствъ Б., степени вліянія влажности, температуры и конструктивныхъ условій; 2) необходима возможно большая независимость между отдѣльными составными частями сооруженія, находящимися въ различныхъ условіяхъ относительно дѣйствія нагрузки и вліянія окружающей среды, что можетъ быть достигнуто расчлененіемъ всего сооруженія на отдѣльные монолиты посредствомъ примѣненія горизонтальныхъ и вертикальныхъ разрѣзокъ. Примѣрное расположеніе разрѣзокъ и детали ихъ устройства въ Б-ной батареѣ на 2 орудія приведены на таблицѣ № 2; римскими цифрами и перемѣнной штриховкой обозначены отдѣльн. массивы, предѣльные размѣры которыхъ, какъ показала практика, не должны превышать 7 сж.; 3) для предохраненія Б-выхъ сооруженій отъ разрушительнаго вліянія атмосферн. дѣятелей необходимы: прочная облицовка наружн. поверхностей стѣнъ; непроницаемыя для воды покрытія на верхн. поверхностяхъ и землян. обсыпка толщ. не менѣе 1,5 фт. Примѣрное расположеніе вспомогат. построекъ и организація работъ при постройкѣ Б-ныхъ казармъ въ горжѣ форта приведены на табл. № 3. При возведеніи Б-ныхъ сводовъ значительныхъ пролетовъ (мосты) необходимо учесть: неизбѣжную деформацію кружалъ, сжатіе Б. послѣ раскружаливанія, возможную осадку и подвижку опоръ и измѣненіе влажности температуры. Вредное вліяніе всѣхъ этихъ условій на прочность Б-ныхъ сводовъ устраняется: а) примѣненіемъ въ пятахъ и въ замкѣ свода шарнировъ и б) производствомъ кладки отдѣльными массами въ видѣ клиньевъ во всю толщину свода (черт. № 12). Б. Подводная кладка. Подводныя части сооруженій возводятся: а) правильной кладкой или наброской Б-ныхъ массивовъ, окрѣпшихъ на воздухѣ; б) посредствомъ опускныхъ ящиковъ, въ которыхъ сырой Б. погружается въ воду, или в) посредствомъ воронокъ въ видѣ трубъ разнаго сѣченія, по которымъ сырой Б. опускается непрерывной струей на дно водоема. Условія, которымъ должна удовлетворять конструкція желѣзо-Б-ныхъ крѣпостныхъ сооруженій. Для выясненія условій, которыя должны служить руководящими данными при выборѣ наивыгоднѣйшаго сочетанія желѣза съ Б. въ крѣпостныхъ сооруженіяхъ, необходимо выяснить тѣ общія явленія, которыя характеризуютъ дѣйствіе снарядовъ по массивнымъ Б-нымъ перекрытіямъ. По опытнымъ даннымъ стрѣльбы по Б. можно представить слѣдующую общую схему вида разрушеній и ихъ послѣдовательнаго развитія при стрѣльбѣ по Б., не усиленному желѣзомъ. При первомъ попаданіи 9-дм. или 11-дм. снаряда въ массивное Б-ное перекрытіе получаются въ Б. воронки глубиною до 17—18 дм. безъ радіальныхъ трещинъ и безъ видимаго разстройства окружающаго Б. (черт. № 13). При разстояніи между воронками менѣе 1 сж., а также при попаданіи въ одно и то же мѣсто двухъ снарядовъ, начинаютъ появляться радіальныя трещины и отколы кусковъ Б. по горизонтальн. слоямъ кладки; воронка при второмъ попаданіи углубляется. При третьемъ попаданіи указанные виды разрушенія увеличиваются, но при достаточной толщинѣ покрытія полнаго разрушенія его не происходитъ. Если допустить, что покрытіе считается достаточно прочнымь, когда выдерживаетъ дѣйствіе трехъ снарядовъ, попавшихъ въ одну ту же точку, то толщина Б-наго массивнаго покрытія должна удовлетворять тому условію, чтобы указанныя выше разрушенія въ видѣ воронокъ, радіальныхъ трещинъ и сдвиговъ глыбъ Б. распространялись лишь на нѣкоторую глубину; нижняя часть покрытія, не подверженная непосредственному дѣйствію снарядовъ, должна при этомъ оставаться неповрежденною. При такихъ условіяхъ разрушеніе, производимое въ верхней части свода непосредственнымъ дѣйствіемъ удара и взрыва снарядовъ, будетъ имѣть мѣстный характеръ. Снарядъ, углубляясь въ Б., дѣйствуетъ какъ клинъ, при чемъ частицы Б. испытываютъ не только сжатіе по направленію удара, но также подвергаются и боковому перемѣщенію, вслѣдствіе чего въ дѣйствительности при пораженіи и наблюдается раздробленіе Б. и сдвигъ его по рабочимъ слоямъ. Мгновенность и сила дѣйствія удара и взрыва, производя эти мѣстныя разрушенія, вызываютъ колебательныя движенія уцѣлѣвшихъ частицъ Б., сохранившихъ между собою первоначальную связь. Колебанія эти, распространяясь постепенно на возрастающее число частицъ Б-наго массива, постепенно теряютъ первоначальную скорость по мѣрѣ удаленія отъ точки попаданія снаряда. Если скорость колебательныхъ движеній (вибрацій) частицъ Б. у нижней поверхности покрытія превзойдетъ извѣстный предѣлъ, то частицы эти могутъ отдѣлиться отъ остальной массы Б. На черт. № 14 представлено разрушеніе въ траверсѣ мортирн. б-реи № 13 на Золотой горѣ въ Портъ-Артурѣ во время бомбардировки 26 февр. 1904 г. 12-дм. снарядъ, произведя воронку діам. въ 26 фт. и глубиною 6 фт., разорвался у передней стѣнки казематир. траверса (черт. № 15). Въ Б-ныхъ сводѣ и стѣнѣ толщиною 5 фт. произошелъ обвалъ Б. на глубину до 1 фута общею площадью до 55 кв. фт.; вмѣстѣ съ тѣмъ ясно обнаружилось разслоеніе Б. по рабочимъ слоямъ, въ видѣ горизонтальн. трещинъ, обозначенныхъ на черт. № 14, буквами a a. Подобный видъ разрушенія, естественно, доказываетъ недостаточную толщину свода. Въ данномъ случаѣ получается подобное же явленіе, какъ при ударѣ въ рядъ упругихъ шаровъ, соприкасающихся между собою: ударъ по переднему шару вызываетъ только отраженіе послѣдняго шара при неподвижности всѣхъ промежуточн. шаровъ. Так. обр., если принять пока во вниманіе только дѣйствіе удара и взрыва снаряда, то всю толщину покрытія, подвергающагося дѣйствію снарядовъ, можно раздѣлить на 3 слоя: первый — наружный слой, подвергающійся непосредственному пораженію, можетъ быть названъ разрушаемымъ слоемъ; слѣдующій слой, исполняющій то же назначеніе въ передачѣ колебаній, какъ промежуточные шары при ударѣ въ первый шаръ, можетъ быть названъ передаточнымъ; связь между частицами этого слоя можетъ быть нарушена дѣйствіемъ взрыва или удара снаряда. Наконецъ, третій, нижній слой, поддерживающій первые два слоя, сопротивляется дѣйствію внѣшнихъ силъ послѣ разрушенія двухъ вышележащихъ слоевъ; слѣд., этотъ слой имѣетъ наибольшее значеніе въ конструктивномъ отношеніи. Трещины и разслоеніе, появляющіяся обыкновенно въ Б. при попаданіи нѣсколькихъ снарядовъ въ одно и то же мѣсто, являются наиболѣе опаснымъ видомъ разрушенія въ массивныхъ Б-ныхъ сводахъ. По мѣрѣ развитія вертикальныхъ трещинъ монолитное сводчатое покрытіе теряетъ свое значеніе въ конструктивномъ отношеніи и, во всякомъ случаѣ, распредѣленіе и работа внутрен. силъ въ растрескавшемся массивѣ будутъ совершенно иныя, чѣмъ въ томъ же массивѣ, сохранившемъ монолитность. Точно также горизонтальн. трещины въ значит. степени уменьшаютъ сопротивленіе массивныхъ Б-ныхъ покрытій. Горизонтальн. трещины раздѣляютъ всю первоначальную толщу перекрытія на нѣсколько болѣе тонкихъ перекрытій, совершенно не связанныхъ между собою и потому не могущихъ оказать требуемаго сопротивленія разрушительному дѣйствію снарядовъ; каждое изъ нихъ легко можетъ быть разрушено дробящимъ дѣйствіемъ снаряда, вслѣдствіе чего разслоившееся Б-ное покрытіе легко разбивается по частямъ. При углубленіи снаряда въ разслоившійся Б. являются сдвиги большихъ глыбъ Б.; газы, получающіеся при разрывѣ снаряда, распространяются по трещинамъ разслоенія и срываютъ отдѣльные слои его, вслѣдствіе чего сравнительно очень легко получается обнаженіе ядра массива. Опыты показали, что Б. разслаивается по рабочимъ слоямъ при второмъ или третьемъ попаданіи снаряда, послѣ чего начинается быстрое разрушеніе массивовъ при дальнѣйшемъ попаданія снарядовъ. Вертикальныя трещины, представляющія наиболѣе опасный видъ разрушенія въ массивн. Б-ныхъ покрытіяхъ, появляются въ разныхъ направленіяхъ вслѣдствіе сравнительно малаго сопротивленія Б. растяженію. Поэтому для усиленія Б. и обезпеченія его отъ появленія вертикальныхъ трещинъ необходимо располагать желѣзо въ Б-ной кладкѣ по направленію растягивающихъ силъ. На практикѣ этому требованію будетъ удовлетворять расположеніе желѣзныхъ стержней перекрестными рядами вдоль и поперекъ покрытия. При такихъ условіяхъ вся масса Б. будетъ какъ бы прошита по двумъ главнымъ направленіямъ желѣзн. стержнями, принимающими на себя растягивающія усилія. Разслоеніе Б. является вслѣдствіе сравнительно малой связи между рабочими слоями. Поэтому для противодѣйствія разслоенію необходимо усилить Б-ные массивы желѣзн. стержнями, расположенными перпендикулярно къ рабочимъ слоямъ. Указанное выше расположеніе желѣзн. стержней перекрестными рядами по направленію горизонтальн. рабочихъ слоевъ усилитъ Б-ное покрытіе также противъ перерѣзывающихъ усилій, появляющихся въ любомъ вертикальн. сѣченіи. Так. обр., для увеличенія сопротивленія Б. всѣмъ видамъ разрушенія, вызываемаго фугасными снарядами, необходимо усилить Б. желѣзомъ по тремъ направленіямъ: вдоль, поперекъ и перпендикулярно къ рабочимъ слоямъ. Наивыгоднѣйшее поперечное сѣченіе желѣза для усиленія Б. должно удовлетворять слѣд. условіямъ: 1) обезпечивать возможно большую связь желѣза съ Б. при наименьш. количествѣ желѣза и 2) допускать примѣненіе наиболѣе простыхъ способовъ производства желѣзо-Б-ныхъ работъ. Сила сцѣпленія Б. съ желѣзомъ, обусловливающая всѣ преимущества сочетанія этихъ двухъ матеріаловь, зависитъ отъ величины площади соприкасанія Б. съ желѣзомъ. При данномъ количествѣ желѣза увеличеніе площади наружной поверхности его можетъ быть достигнуто двумя способами: а) сосредоточеніемъ всей массы желѣза въ одномъ или въ нѣсколькихъ крупныхъ сѣченіяхъ съ возможно болѣе развитыми наружными поверхностями, какъ, напр., въ видѣ двутавровыхъ балокъ значительнаго поперечнаго сѣченія, или же б) примѣненіемъ значительнаго числа отдѣльныхъ стержней возможно меньшаго поперечнаго сѣченія, какъ, напр., въ видѣ проволоки или тонкихъ стержней круглаго поперечнаго сѣченія. Для выбора одного изъ этихъ способовъ необходимо принять во вниманіе слѣдующія соображенія. Рѣзкое различіе свойствъ (въ механич. отношеніи) желѣза и Б. влечетъ за собою различіе въ быстротѣ и характерѣ колебательныхъ движеній частицъ Б. и желѣза въ покрытіи при ударахъ и взрывахъ снарядовъ. При сосредоточеніи значительной массы желѣза въ одномъ сѣченіи болѣе быстрыя колебательныя движенія частицъ желѣза могутъ нарушить связь желѣза съ Б. и способствовать передачѣ сильныхъ сотрясеній и ударовъ въ тѣ части Б-ной кладки, въ которыхъ, по свойствамъ самаго Б., не должно получаться столь вредныхъ явленій. Поэтому въ крѣпостн. сооруженіяхъ употребленіе желѣза сильныхъ сѣченій является опаснымъ. Съ другой стороны, сильно развитыя наружныя поверхности фасоннаго желѣза, въ дѣйствительности, не даютъ той связи съ Б., которая расчитывается обыкновенно въ теоріи. Согласно опытнымъ даннымъ, сила сцѣпленія желѣза съ Б. можетъ быть принята равною временному сопротивленію Б. сдвигу или перерѣзыванію. Поэтому при вытягиваніи желѣза съ сильно развитою наружной поверхностью нарушеніе связи между желѣзомъ и Б. произойдетъ не по всей плоскости соприкасанія желѣза съ Б., а по плоскостямъ наименьшаго сопротивленія, съ нарушеніемъ отчасти связи между частицами Б. Такъ, напр., при двутавровомъ сѣченіи балки (черт. № 16) отъ дѣйствія сильныхъ сотрясеній или при растяженіи желѣзо отдѣлится отъ Б., увлекая за собою части Б., заполняющія пространство между полками и ребромъ балки. Явленіе это объясняется тѣмъ, что въ данномъ случаѣ наименьшее сопротивленіе направлено по плоскостямъ ab и cd. И вообще, какъ показываетъ черт. № 16 для другихъ сѣченій фасон. желѣза, при сильно развитыхъ наружн. поверхностяхъ отдѣленіе желѣза отъ Б. должно произойти по плоскостямъ наименьшаго сопротивленія, которыя въ поперечномъ сѣченіи представляютъ многоугольникъ, описанный вокругъ поперечнаго сѣченія желѣза. Кромѣ того, существеннымъ недостаткомъ всѣхъ поперечныхъ сѣченій желѣза съ выступающими и вогнутыми частями является невозможность достигнуть на практикѣ плотнаго соприкасанія желѣза съ Б., содержащимъ гравій или щебень. Так. обр., примѣненіе для покрытій фасон. желѣза является невыгоднымъ во всѣхъ отношеніяхъ. Всѣ преимущества находятся на сторонѣ мелкихъ сортовъ круглаго поперечнаго сѣченія. Весьма важнымъ преимуществомъ круглаго желѣза является выпуклая форма поперечнаго сѣченія, обезпечивающая полученіе наиболѣе плотнаго соприкасанія съ Б. Опыты показали, что наивыгоднейшимъ способомъ усиленія Б. въ желѣзо-Б-ныхъ крѣпостныхъ сооруженіяхъ слѣдуетъ признать расположеніе по тремъ главнимъ направленіямъ желѣзн. стержней круглаго поперечн. сѣченія толщ. около 1 см. на наименьшемъ взаимномъ разстояніи около 10 см.

Примѣненіе желѣзо-Б. въ крѣпостныхъ сооруженіяхъ. Въ иностран. крѣпостяхъ примѣняются слѣд. типы желѣзо-Б-ныхъ покрытій казематовъ. I. Пролеты длин. до 4,5 мтр. перекрываются однимъ рядомъ двутавровыхъ желѣзн. балокъ высотою до 35 см., уложенныхъ въ разстояніи до 35 см.; въ промежуткахъ и поверхъ балокъ укладывается Б. общею толщиною до 1,8 мтр. (черт. № 17, А). Составъ Б. въ нижней части покрытія 1 : 7 въ верхней — отъ 1 : 3 до 1 : 5. Въ нѣкоторыхъ случаяхъ поверхъ основныхъ продольныхъ двутавровыхъ балокъ укладываются поперечныя балки меньшей высоты (25—10 см.) для болѣе равномѣрнаго распредѣленія давленія на основныя балки (черт. № 17, В). Подобныя покрытія не представляютъ въ сущности "желѣзо-Б-ной" конструкціи, такъ какъ вся масса желѣза сосредоточена въ нижней части покрытія, Б. же выше балокъ является совершенно неусиленнымъ желѣзомъ. Поэтому подобныя конструкціи правильнѣе всего разсматривать, какъ такое сочетаніе желѣза и Б., при которомъ желѣзо и Б. работаютъ совершенно самостоятельно и, слѣдовательно, не даютъ тѣхъ цѣнныхъ свойствъ, которыя получаются при правильномъ, равномѣрномъ распредѣленіи желѣза во всей массѣ Б. II. При покрытіяхъ сводчатыхъ, взамѣнъ желѣзн. балокъ, весь внутренній слой дѣлается изъ желѣзо-Б. (черт. № 18), толщ. до 0,20 мтр., при толщинѣ вышележащаго слоя Б. до 2,30 мтр. При такой конструкціи получается нѣкоторая экономія въ общей толщинѣ свода сравнительно съ обыкновен. сводами. Внутренній тонкій желѣзо-Б-ный сводъ играетъ роль такъ наз. "рубашки", противодѣйствующей образованію откола Б. на внутренней поверхности свода. III. При пролетахъ длиною до 6 мтр. казематы перекрываются желѣзо-Б-ными сводами съ подъемомъ ¹/₁₀, толщиною въ замкѣ 1,7 мтр. Вся масса Б. усилена равномѣрно желѣзн. стержнями діам. 1 см., уложенными перекрестными рядами на разстояніи 10 см. другъ отъ друга (черт. № 19). Въ точкахъ пересѣченія продольные и поперечные прутья перевязаны проволокой, образуя въ общемъ сѣтки. Вертикальн. разстояніе между такими сѣтками — 15 см. При пролетахъ меньшихъ 3 мтр. примѣняются плоскія перекрытія такого же устройства толщ. 1,5 мтр. По даннымъ опытовь, покрытія этого типа имѣютъ слѣд. преимущества: 1) при толщ. отъ 1,5 до 1,70 мтр. желѣзо-Б-ныя покрытія плоскія или въ видѣ пологихъ сводовъ обладаютъ болѣе значительнымъ сопротивленіемъ дѣйствію современной артиллеріи, чѣмъ Б-ные своды толщ. 2,5—3 метра; 2) при примѣненіи такихъ желѣзо-Б-ныхъ покрытій уменьшается высота крѣпостн. сооруженій и увеличивается полезное внутреннее пространство въ казематахъ. IV. При толщинѣ 2 метра (черт. № 20), сплошной Б-ный сводъ усиленъ: а) снизу сѣткой изъ продольн. и поперечн. желѣзн. стержней, б) сверху — двумя или тремя рядами желѣзн. сѣтокъ и в) вертикальн. желѣзн. связями. Опорныя стѣны и сплошные фундаменты также усилены жѣлезомъ. V. При пролетахъ до 6 мтр. казематы (черт. № 21) перекрыты желѣзо-Б-ными сводами толщ. въ замкѣ 0,37—0,40 мтр., въ пятахъ — 0,60 мтр., при подъемѣ ¹/₁₀; сводъ усиленъ двумя сѣтками изъ продольн. и поперечн. стержней. Поверхъ такихъ желѣзо-Б-ныхъ сводовъ сдѣлана песчаная прослойка толщ. 0,5—1 мтр., поддерживающая наружный Б-ный или желѣзо-Б-ный тюфякъ толщиною 1—1,20 мтр. Непосредственному дѣйствію снарядовъ подвергается тюфякъ. Упругая песчаная прослойка смягчаетъ дѣйствіе удара и разрыва снарядовъ, поглощая колебанія и сотрясенія Б-наго тюфяка; поэтому мѣстное мгновенное дѣйствіе снаряда какъ бы преобразуется и относительно нижеслѣдующаго желѣзо-Б-наго свода является значительно смягченнымъ и распредѣленнымъ на большую поверхность. Это даетъ нѣкоторое основаніе принять для опредѣленія толщины желѣзо-Б-ныхъ сводовъ условія статической нагрузки. Сравнительно съ монолитными сводами изображен. на черт. № 21 типъ обладаетъ слѣд. особенностями: 1) желѣзо-Б-ный сводъ, представляющій наиболѣе жизненную, отвѣтственную составную часть покрытія, не подверженъ непосредственному дѣйствію снарядовъ и находится въ тѣхъ условіяхъ, при которыхъ можно извлечь наибольшую пользу изъ сочетанія съ Б.; 2) трещины и прочія разрушенія въ Б-номъ или желѣзо-Б-номъ тюфякѣ, благодаря присутствію песчаной прослойки, не передаются желѣзо-Б-ному своду и легко исправляются. Так. обр., въ основу рѣшенія вопроса о выборѣ новаго типа покрытій, въ зависимости отъ современ. развитія артиллеріи, въ типѣ V принятъ принципъ расчлененія всей конструщіи на три составныя части, изъ которыхъ каждая получаетъ спеціальное назначеніе. Кромѣ покрытій казематовъ, желѣзо-Б. примѣняется также для устройства: лицевыхъ стѣнъ, подверженныхъ выстрѣламъ, брустверовъ, уширенныхъ фундаментовъ для опорныхъ стѣнъ, основаній для орудійн. установокъ и пр. частей, отъ которыхъ требуется особенная прочность. По всѣмъ даннымъ представляется весьма выгоднымъ примѣненіе желѣзо-Б. для устройства разнаго рода блиндажей при оборонѣ крѣпостей, взамѣнъ дерева. Заготовленные въ мирн. время желѣзо-Б-ные брусья, тонкія плиты (доски) или криволинейные элементы даютъ полную возможность устраивать импровизированныя закрытія въ осажденныхъ времен. или долговремен. укрѣпленіяхъ. Въ заключеніе слѣдуетъ упомянуть попытки замѣнить на броненосцахъ стальную броню — желѣзо-Б. (см. выше).

Б-ные пустотѣлые камни могутъ быть съ успѣхомъ примѣнены въ настоящее время при возведеніи жилыхъ и нежилыхъ построекъ воен. вѣдомства. Наличіе въ нихъ отъ 30 до 50% пустотъ обусловливаетъ слѣд. преимущества сравнительно съ обыкновенными сплошными стѣнами (кирпичными или изъ естествен. камней): 1) малую толщину при требуемой теплопроводности, вслѣдствіе чего увеличивается внутренній полезный объемъ построекъ; 2) легкость стѣнъ, что даетъ возможность примѣненія болѣе слабыхъ и дешевыхъ фундаментовъ. Совокупность же этихъ двухъ условій влечетъ за собою удешевленіе построекъ. Другими преимуществами такихъ построекъ являются: а) возможность возведенія построекъ простыми рабочими при наличіи цемента, песку, гравія, кирпичн. лома, шлаковъ. Для формовки камней требуется одинъ или нѣсколько станковъ, металлическихъ или деревянныхъ, весьма простого устройства; б) стѣны возводятся изъ сухихъ отвердѣвшихъ камней съ употребленіемъ незначительнаго количества цементнаго раствора въ швахъ, поэтому постройки изъ такихъ пустотѣлыхъ камней могугъ заселяться тотчасъ же послѣ ихъ возведенія, при чемъ стѣны не требуютъ оштукатурки; в) огнестойкость и малая теплопроводность Б. обусловливаютъ полную безопасность въ пожарномъ отношеніи стѣнъ изъ пустотѣлыхъ Б-ныхъ камней. Наименьшая толщина стѣнъ изъ Б-ныхъ пустотѣлыхъ камней для жилыхъ построекъ зависитъ отъ матеріаловъ, взятыхъ для приготовленія Б., размѣровъ, а также расположенія пустотъ и климатическихъ условій. Для сѣв. полосы Россіи толщина стѣнъ жилыхъ помѣщеній, при наличіи въ камняхъ трехъ рядовъ пустотъ, опредѣлилась: а) отъ 14 до 16 дм. при Б., приготовленномъ изъ пористыхъ, малотеплопроводныхъ матеріаловъ, какъ, напр., изъ кирпичн. щебня и шлака, безъ песка; составъ такого Б.: 1 часть по объему портландъ-цемента, 4 ч. измельченныхъ шлаковъ и 4 ч. мелкаго кирпичн. щебня; кладка части такой стѣны представлена на черт. ниже; б) отъ 20 до 25 дм. при употребленіи Б. изъ песка, гравія или щебня изъ плотныхъ естествен. камней при составѣ Б.: 1 часть цемента, 2,5—3 части песку, 5—6 ч. гравія или щебня. Одинъ изъ способовъ устройства такихъ стѣнъ представленъ на томъ же черт. (Mitteilungen über Gegenstände des Artillerie und Geniewesens, 1907, Heft 8—9; Annales des Travaux Publics de Belgique, 1907, стр. 833; Leithner, Beständige Befestigung und Festungskrieg, II band; Brialmont, L’influence du tir plongeant et les obus torpilles sur la fortification, 1887; Kretzmer, Das System Monie in seiner Anwendung auf Das Kriegsbauwesen; "Beton und Eisen", 1903, стр. 108; "Génie Civil", 1902, Nov. 9; "Beton und Eisen", 1905, стр. 305; С. И. Рудницкій, Опыты примѣненія жел.-бет. въ фортификаціи, Спб., 1908 г.; Н. А. Житкевичъ, Бетонъ и бетонныя работы; В. Ротертъ, Огнестойкіе строительные матеріалы для сельско-хозяйственныхъ и др. построекъ, 1911 г.; Л. Евдокимовъ, Военно-хозяйств. операціи заготовленія и постройки, 1908 г., прилож.; Л. Евдокимовъ, Постройки воен. вѣдомства, ч. II, 1897 г., стр. 116; Н. А. Житкевичъ, Монолитность бетонныхъ сооруженій).

Къ статьѣ "Бетонъ".Таблица № 1Черт. 1.

Черт. 2.

Черт. 3.

Черт. 4.

Черт. 5.

Черт. 6.

Черт. 7.

Черт. 8.

Черт. 9.

Черт. 10.

Къ статьѣ "Бетонъ".Таблица 2.

 

 

 

Къ статьѣ "Бетонъ".Таблица № 3Бетонныя работы на форту.

Къ статьѣ "Бетонъ".Таблица № 4Черт. 11.

Черт. 12.

Черт. 13.

Черт. 14.

Черт. 15.

Къ статьѣ "Бетонъ".Таблица № 5Черт. 16.

Черт. 17.

Черт. 18.

Черт. 19.

Черт. 20.

Черт. 21.