Предел прочности при растяжении и изгибе труб и листовых изделий

Предел прочности асбестоцемента как на растяжение, так и на изгиб зависит от степени совпадения напряжения с преимущественной ориентировкой волокон.

Приводимые ниже величины предела прочности характерны для асбестоцементных изделий, испытывающих напряжения, направление которых совпадает с направлением преимущественной ориентировки волокон. Для получения величин пределов прочности при растяжении асбестоцемента в направлении, перпендикулярном направлению преимущественной ориентировки волокон, эти величины следует умножить на следующие поправочные коэффициенты:

для асбестоцемента, изготовленного на 5-м и 6-м сортах
асбеста .......................0,9
то же, на 3-м и 4-м сортах асбеста...........0,8
Предел прочности асбестоцемента на растяжение в направлении преимущественной ориентировки волокон асбеста характеризуется следующими данными:
а)     асбестоцементные водопроводные трубы с объемным весом 1,8—1,9 г/см³, изготовленные на 3-м и 4-м сортах асбеста с небольшой добавкой 5-го сорта, имеют предел прочности при растяжении 240—260 кг/см²;
б)     асбестоцементные канализационные трубы с объемным весом 1,6—1,7 г/см³, изготовленные на асбесте 3, 4 и 5-го сортов, —180— 200 кг/см².

Предел прочности асбестоцементных изделий, изготовленных на песчанистом портландцементе, непосредственно после выгрузки из автоклава, при равенстве их объемного веса, выше предела прочности асбестоцемента на портландцементе 28-суточной выдержки примерно на 10—20%.

Предел прочности при изгибе — основной прочностной показатель асбестоцементных листовых изделий и по этому показателю рассчитывается их несущая способность (максимальный изгибающий момент, который они могут выдержать в строительных конструкциях).

Как известно, в изгибаемом теле возникают сложные напряжения. Основные из них — растяжение и сжатие. Поскольку предел прочности на растяжение при изгибе асбестоцемента примерно в три раза ниже предела его прочности при сжатии, он всегда разрушается по растянутой зоне, и расчетной величиной его является предел прочности на растяжение при изгибе. При применяемых методах расчета она не совпадает с величиной предела его прочности при чистом растяжении. Объясняется это следующим.

При подсчете напряжений, которые возбуждает в асбестоцементных изделиях действующая на них изгибающая нагрузка, обычно используют формулы, составленные для идеально упругого материала. Но асбестоцемент не идеально упругий материал, и при расчете по этим формулам получаются завышенные значения напряжений в его растянутой зоне. В связи с этим расчетный предел прочности в растянутой зоне при изгибе асбестоцемента, который мы будем обозначать Rи, выше предела его прочности при чистом растяжении Rr примерно на 70—80%, т. е. Rиз = (1,70—1,80)R'r.

При применяемых методах расчета пределы прочности на изгиб Rиз асбестоцемента характеризуются следующими величинами:
а)     непрессованный асбестоцемент с объемным весом 1,5—1,6 г/см:*, для изготовления которого применялся асбест 5-го и 6-го сортов:
в профилированных изделиях — 170—200 кг/см²;
в плоских листах — 190—230 кг/см²;
б)     непрессованный асбестоцемент такого же объемного веса, но изготовленный на асбесте 4-го и 5-го сортов:
в профилированных изделиях — 200—220 кг/см²;
в плоских листах — 220—270 кг/см²;

в)     прессованный асбестоцемент с объемным весом 1,9—2 г/см³, изготовленный с применением асбеста 5-го и 6-го сортов, в плоских листах 300—350 кг/см²;
г)     прессованный асбестоцемент того же объемного веса в плоских листах, но изготовленный на смеске 3, 4 и 5-го сортов, 360—450 кг/см²;
д)     асбестоцементные трубы при их изгибе в направлении преимущественной ориентировки волокон асбеста:
водопроводные с объемным весом 1,8—1,9 г/см³, изготовленные на асбесте 3-го и 4-го сортов с небольшой добавкой асбеста 5-го сорта, 450—530 кг/см²;
канализационные с объемным весом 1,6—1,7 г/см³, изготовленные на смеске асбеста 3, 4 и 5-го сортов, 320—400 кг/см² ;
е)     асбестоцементные трубы при изгибе в направлении, перпендикулярном направлению преимущественной ориентировки в них волокон асбеста:
водопроводные с объемным весом 1,8—1,9 г/см³—300—350 кг/см²;
канализационные с объемным весом 1,6—1,7 г/см³ — 210— 250 кг/см².

Изгибающим нагрузкам асбестоцементные трубы подвергаются в подземных трубопроводах, где на них давит лежащий выше грунт (при неравномерной осадке лежащего ниже грунта). В этих условиях труба работает как балка, и возбуждаемые в ней напряжения перпендикулярны направлению преимущественной ориентировки волокон асбеста. При отсутствии же просадки грунта давление лежащего выше грунта на трубу возбуждает в ней напряжения изгиба, совпадающие с направлением преимущественной ориентировки волокон.