Бетонные и железобетонные конструкции

Надежная длительная эксплуатация экономичных бетонных и железобетонных конструкций зависит от достоверной оценки их несущей способности. Выявить ее прямыми испытаниями довольно сложно и трудоемко, а зачастую практически невозможно. Только в исключительных случаях разрушающими нагрузками испытывают отдельные модели уникальных конструкций, а также некоторые серийно выпускаемые железобетонные изделия. Например, в соответствии с требованиями ГОСТ 8829-85 перед началом массового производства железобетонных изделий необходимо в процессе нагружения до разрушения определить их жесткость, трещиностойкость и несущую способность. Повторную аналогичную проверку требуется проводить, если изменяются конструктивное решение, технология изготовления или используемые материалы.

Указанных испытаний недостаточно для постоянного контроля качества выпускаемых железобетонных конструкций. Их несущая способность зависит от основных характеристик бетона, на которые влияют применяемое сырье и многие технологические факторы. Поэтому соответствие прочности бетона проектным данным контролируют испытанием его образцов разрушающими нагрузками. Однако достоверность получаемых сведений о действительной прочности бетона в изделиях, получаемых таким методом, вызывает сомнение. В частности, одним из дискуссионных вопросов является идентичность напряженно-деформированного состояния, а следовательно, предела прочности бетона в образце и контролируемой конструкции. Очевидно, что указанные условия могут выполняться, если размеры испытываемых образцов примерно такие же, как и отдельные элементы проверяемых конструкций.

Вместе с тем с увеличением размеров контрольных образцов требуется испытательное оборудование большей мощности, что вызывает увеличение и стоимости испытаний. Но даже при существующих методах проверки, по подсчетам Н. В. Свечина, Г. В. Сизова и других специалистов, в нашей стране ежегодно разрушаются сотни тысяч кубических метров бетона в контрольных образцах и изделиях. Поэтому оценку качества бетона стремятся производить на образцах минимально возможных размеров.

Установить оптимальный размер бетонного образца, по результатам испытаний которого можно было бы судить о прочности бетона в конструкции, очень сложно. Проблема испытаний бетона возникла одновременно с началом массового его применения в строительстве. Так, уже в начале XX в. М. Шарпи, Г. Бухари и другие исследователи указывали на зависимость прочности бетона в образцах не только от их формы, но и от размеров. В 30-е годы в стандартах многих стран размер и форма контрольных бетонных образцов были строго оговорены. Предполагалось, что прочность бетона в конструкции и в испытанном образце отличается на определенную постоянную величину, которая зависит от условий нагружения образцов.