Предел прочности кладки, подвергнутой длительному обжатию
Все описанные ранее опыты относились к условиям кратковременных машинных испытаний образцов. Причем до испытаний образцы выдерживались без нагрузки. Между тем в стенах зданий кладка длительно подвергается действию сжимающих нагрузок от собственного веса, веса опирающихся на стены конструкций, полезных и других нагрузок. Опыты, выполненные с кирпичной кладкой [89] показали, что наряду с изменением прочности кладки во времени в связи с твердением раствора, ее прочность постепенно меняется и в связи с длительными процессами развития деформаций ползучести, которые особенно сильно проявляются в швах.
Такое повышение прочности кладки связано с двумя причинами. Во-первых, опыты, выполненные с раствором, показали, что при длительном обжатии его прочность увеличивается [89]. Поскольку прочность кладки увеличивается с ростом прочности раствора, то упомянутое увеличение прочности раствора за счет обжатия положительно сказывается и на (прочности кладки. Во-вторых, как известно, контактная поверхность между кирпичом и раствором неоднородна по всей постели камня. В одних местах, в связи, например, с большей концентрацией вяжущего, раствор оказывается более прочным и жестким, чем в других, где может даже отсутствовать контакт раствора с камнем (чему способствует и неравномерная усадка раствора по постели камня). При кратковременной нагрузке последняя концентрируется на более жестких участках постели камня, создавая в нем очаги местного сжатия. При условии же, если на кладку предварительно действовала длительная нагрузка, концентрация напряжений, в связи с большими деформациями ползучести на более напряженных участках и постепенным перераспределением усилий на менее напряженные участки, постепенно смягчается. Иными словами, длительное действие такой нагрузки постепенно приводит к более равномерному распределению жесткости растворных швов по постели камня, что ведет к увеличению прочности кладки.
Опыты по изучению влияния длительного обжатия на предел прочности кладки из пильных известняков были выполнены в ОИСИ В. М. Гоменкжом [18, 19].
В. М. Гоменюк испытывал кладку из известняка марки 10, 35 и 50 на цементно-известковом растворе составов 1:2:16 и 1:1,3:10. Образцы кладок изготовлялись в виде столбиков 20X20X100 см и 25X25X78 см (серия Ж). Длительная нагрузка осуществлялась в пружинных установках. Образцы кладок одной и той же серии выполнялись из одинакового по прочности камня, который подбирался по испытаниям кубиков, отпиливаемых от торца каждого камня. Параллельно с испытаниями кладки производились опыты с раствором и камнем. Кроме упомянутых выше составов раствора, испытывались растворы составов 1:0,4:6,5 и 1:0,65:10. Образцы из раствора-призмы выполнялись в металлических формах без дна, в качестве последнего использовался известняк. Длительная нагрузка прикладывалась к образцам месячного возраста и выдерживалась на них 285 суток. Эти образцы будем называть основными.
На рис. IV—25, б показаны средние опытные величины изменения предела прочности основных образцов кладки (по сравнению с пределом прочности контрольных образцов RK) в зависимости от относительной величины обжатия. Большинство опытных точек указывает на положительное влияние обжатия, однако четкую закономерность и в этом случае нельзя установить.
В. М. Гоменюк, анализируя результаты своих опытов, отмечает, что более благоприятное влияние обжатия отмечено у образцов, которые были выполнены с перевязкой вертикальных швов (остальные образцы имели в сечении только один камень).