книги из ГПНТБ / Барон, Л. И. Износ и защита внутренних поверхностей угольных бункеров

на круге истирания, чаще всего применяемом до настоящего вре­ мени при определении износостойкости' строительных и иных ма­ териалов.

3. СОПРОТИВЛЯЕМОСТЬ УДАРНЫМ НАГРУЗКАМ

Обобщенные результаты сотен экспериментальных исследова­ ний по разрушению горных пород ударом, приведенные в моно­ графии [7], показали, что механизм процессов разрушения горных пород и его закономерности изучены недостаточно. Положение это осложнено тем, что указанные закономерности могут сущест­ венно меняться в связи е изменчивостью свойств горных пород. Выполненные позднее Л. И. Бароном и Ю. Г. Коняшиным спе­ циальные исследования [13] по определению рациональных режи­ мов разрушения горных пород механическими способами при ди­ намическом приложении нагрузок показали, например, что суще­ ствуют две резко отличающиеся друг от друга группы пород, для которых отмечен качественно различный характер зависимо­ стей показателей эффективности разрушения от скорости прило­ жения нагрузки. Для одной группы крепких и хрупких пород—

скорости приложения нагрузки наблюдается тенденция к сниже­ нию эффективности ударного разрушения. Впоследствии оказа­ лось возможным выделить и третью группу пород — типа некото­ рых разновидностей мрамора, влажного известняка и песчаника, для которых скорость приложения нагрузки влияет на показатели эффективности разрушения весьма незначительно, и последние сохраняются в исследованном (довольно широком) диапазоне скоростей практически постоянными.

Детальный анализ большого числа экспериментальных работ, проведенных различными авторами, и выполнение упомянутого целенаправленного цикла исследований [13] позволяют утверж­ дать, что понятие энергоемкость разрушения без указания пара­ метров удара (величины ударяющей массы и ее скорости в мо­ мент удара) в принципе не имеет применительно к горным поро­ дам практически никакого инженерного смысла.

Известно, что в качестве футеровочных материалов для бун­

торые другие. Оказалось необходимым выяснить, в какой мере действительны для подобных материалов те особенности, которые были выявлены и оказались столь существенными для горных пород.

Методические исследования такого рода были выполнены в До­ нецком ПромстройНИИпроекте [19]. На гравитационном ударном

152

параметрами составляющих ее компонентов на образцы разме­ ром 100X100x100 мм, изготовленные из алебастра и смеси але­

образовывалась в образце. Из четырех отсчетов принимали сред­ нюю величину.

Образцы первой партии подвергались воздействию трех по­ следовательных ударов гири массой 1,5 кг, падавшей с высоты 1 м. Суммарная энергия трех последовательных ударов состав­ ляла 4,5 кге-м. Образцы второй партии подвергались воздейст­

Из данных таблицы видно, что при ударах с одинаковым за­ пасом кинетической энергии, но с разными параметрами удара (масса гири и высота ее падения) получались различные по ве-

153

Графики изменения числа ударов п до раскола плитки от высоты падения h гири копра при кинетической энергии 4, 6 и 8 кгс • м приведены на рис82. Характерно, что с увеличением

154

высоты падения гири, а следовательно, и роста скорости удара, число последних, требовавшееся для разрушения образца-плитки, сначала снижалось (при равной кинетической энергии каждого удара при всех значениях высоты падения гири), а затем начи­ нало снова возрастать. Минимум числа ударов имел место при значении 1г = 4 м. Следует отметить, что подобный характер зави­ симостей имел место и при опытах по ударному разрушению об­ разцов крепких горных пород [13].

Специальные серит опытов были выполнены в Донецком ПромстройНИИпроекте по определению ударной прочности футеровоч-

В опытах па бетонных плитках выяснялось влияние толщины последних на их ударопрочность. Эти исследования были прове­

плитки размером 200X200 мм и толщиной 30, 50, 70 и 100 мм. Методика проведения экспериментов заключалась в следую­

щем. Образцы-плитки укладывали на утрамбованное песчаное ос­

На рис83 показаны зависимости показателя ударной прочно­ сти от толщины плиток, изготовленных из трех составов цемент­ ного раствора.

В серии опытов на сталебетонных плитках [44] определяли влияние содержания песка и стальной стружки на ударную проч­ ность бесщебеночного сталебетона.

Для приготовления сталебетона были взяты портландцемент марки 500, песок горный мелкозернистый, стальная стружка круп­ ностью 2,5—5 мм.

155

Для удаления масла со стружек их предварительно прокалива­ ли на огне.

В табл. 42 приведен состав (в частях по весу) сталебетона, исследованного в ходе опытов по определению влияния на удар­ ную прочность сталебетона содержания в нем песка.

156

высоту падения увеличивали па 1 см. За показатель сопротив­ ляемости разрушению принимали суммарную работу Л падающей гири, необходимую для разрушения образца.

Методика испытаний образцов-плиток на сопротивляемость разрушению при ударе была несколько иной. Эти образцы укла­ дывали на песчаное основание толщиной 20 мм и сбрасывали на

на сжатие и по 10 образцов-кубов и образцов-плиток для опреде­ ления сопротивляемости разрушению ударом.

Результаты экспериментов приведены в табл. 44 и 45.

Т а б л ц ц а 44

Влияние содержания (в весовых частях) песка в бесщебеночном сталебетоне на его временное сопротивление сжатию асж кгс/см2 и на ударную прочность А кгс-м, построенное по данным испытаний образцов-плиток, показано на рис. 84. Из рисунка видно, что с увеличением содержания песка как временное сопро-

157

тивление сжатию, так и ударная прочность закономерно снижа­

470 кгс/см2, но при дальнейшем увеличении содержания стружки от 1,0 до 2,0 весовых частей снижалось с 470 до 220 кгс/см2, т. е. более чем вдвое. Показатель же ударной прочности А с ростом содержания стружки закономерно увеличивался.

Представляет интерес сопоставление временного сопротивле­ ния сталебетона сжатию асж с его ударной прочностью А. Такое сопоставление (рис. 86) показало, что при постоянном содержа­ нии стружки (одна весовая часть) и изменяющемся содержании песка с ростом временного сопротивления сжатию о с-ж увеличи-

158

вается и ударная прочность сталебетона А (кривая 1). Анало­ гичная картина наблюдалась при испытаниях чистых бетонов (без металлических наполнителей) на удар. При изменяющемся же со­

<?сж,кгс/смг

А А \

\ J J U

вой части стружки. Следует учитывать, что при изменении содер­ жания стружки от 0,5 до 1,0 весовой части происходит увеличение п ударной прочности сталебетона (см. рис. 85). Этим можно объяснить изменение направления кривых, показанных на рис. 84.

Для сравнения ударной прочности бесщебеночных сталебетонов с аналогичным показателем для бетонов без металлического наполнителя были изготовлены и испытаны на гравитационном копре по описанной выше методике образцы-плитки размером 150x 150x40 мм из бетона на портландцементе марки 500 с гра­ нитным щебнем крупностью 5—10 мм и горным мелкозернистым песком. При временном сопротивлении образцов из этого бетона сжатию, равном 300 кгс/см2, показатель ударной прочности соста­ вил 4 кгс • м. Из сравнения этих данных с данными сопротивляе­

159

таиию плиток, уложенных на песок. При приклепке плит к ociio; ваиию это соотношение может измениться.

Сравнительные испытания ударной прочности футеровочных плиток, в одном случае свободно лежащих на слое песка, а в дру­ гом— приклеенных к бетонному основанию, были выполнены на гравитационном копре с 'использованием образцов-плиток из ка­ менного литья.

В первой серии опытов определялась ударная прочность пли­ ток, свободно лежащих на слое песка толщиной 20 мм, вторая — плиток, приклеенных цементным раствором М-100 к бетонным призмам размером 400X400X200 мм. Толщина слоя раствора между призмой и плиткой составляла 10 мм. Плитки, приклеенные к бетонному основанию, испытывались на 28 сутки после приклейки. Твердение раствора происходило в нормальных ус­ ловиях.

Методика проведения пспытапий была следующая. Первона­ чальная высота, с которой сбрасывали гирю на испытываемую плитку, составляла 50 см. При каждом последующем сбрасывании эту высоту увеличивали на 10 см. За показатель ударной прочно­ сти плиток принимали суммарную работу падающей гири, при ко­ торой раскололась плитка. На плитки, свободно уложенные па

Так, толщина плиток размером 180X115X18 мм фактически коле­ балась от 16 до 26 мм, а плиток размером 240 x2 4 0 x3 0 мм — от 22 до 34 мм. Поэтому для правильной оценки влияния толщины плиток на их ударную прочность после того, как образец раска­

Исследования проводились па плитках размером 180x115 мм, толщиной 18, 30 и 35 мм. Плитки такого размера вырезали из пли­ ток размером 180X115X18; 250x250X30 и 350X230X35 мм,

выпускаемых Донецким камнелитейным заводом.

На рис. 87 показана зависимость суммарной работы падающей гири А до разрушения свободно уложенных на песок плиток ка­

для раскалывания плитки возрастало в десятки раз по сравне­ нию с ударным воздействием, необходимым для раскалывания такой же плитки, свободно уложенной иа песок. При этом было

160

замечено, что плитка, приклеенная к бетонному основанию, раска­ лывается лишь после того, как она отслоится от последнего.

Из сравнения сопротивляемости ударному раскалыванию пли­ ток толщиной 18 и 35 мм, свободно уложенных на песок, и плиток толщиной 18 мм, приклеенных к бетонному основанию, видно, что увеличение почти в два раза толщины плитки давало значительно

меньший эффект для увеличения сопротивляемости раскалыванию, чем приклейка плитки к бетонному основанию. Это говорит о том, что для увеличения сопротивляемости плиток раскалыванию уда­ ром важное значение имеет прочность сцепления плитки с осно­ ванием.

Исследования сопротивляемости шлакоситалловых плиток раз­ рушению ударом были проведены В. Я- Далматовым и Э. В. Гри­ горьевым [28]. Испытаниям были подвергнуты покрытия из белых

новке константиновского завода Автостекло.

Покрытия из плиток укрепляли на прослойках из разных мате­ риалов и выдерживали в течение 30 суток в нормальных условиях твердения. Помимо этого, плитки свободно укладывали на слой сухого песка (крупностью не более 2 мм) толщиной 100 мм.

В процессе испытаний на исследуемое покрытие сбрасывали гири, имевшие полусферический ударник радиусом 10 мм. Удары