О бетонных и железобетонных конструкциях на Русском фронте Первой мировой

Бетонные и железобетонные плиты и конструкции активно применялись в фортификационных сооружениях противников в позиционный период Первой мировой войны. Особое значение имело их наличие в конструкциях пулеметных капониров и полукапониров производства как русских, так и иностранных инженеров.

Бетонные убежища и наблюдательный пост крепости Осовец. 1915 г.

Сборный капонир военного инженера Берга защищал от единичного попадания 152-мм снаряда. Вес применяемых в конструкции бетонных блоков – 5,7 тыс. пудов, рельс – 1,8 тыс. пудов, дубовых брусьев - 600 пудов. Вся система (без железных связей и дубовых рам) весила 8,1 тыс. пудов. Полукапонир той же конструкции весил 6,15 тыс. пудов.

Разборный железобетонный пулеметный полукапонир военного инженера Селютина, также защищавший от попадания 6-дюймового снаряда, весил 4,6 тыс. пудов, а разборный пулеметный капонир из бетонных массивов военного инженера Моисеева – 4,5 тыс. пудов.

Особое значение имел вопрос качественного оборудования огневых точек для станковых пулеметов, являющихся основой оборонительной системы. Самым серьезным врагом для станковых пулеметов была полевая легкая артиллерия. Именно от этой артиллерии и должны были быть, в первую очередь, сконструированы закрытия для действующих пулеметов. Во время обстрела тяжелой артиллерией пулемет мог быть укрыт в тяжелом блиндаже – и здесь на помощь обороняющимся также приходят бетон и железобетон.

Бетонированная пулеметная точка. Чертеж

Боевая практика сформулировала следующие выводы в отношении бетонных и железобетонных плит.

Когда в 1916 г. русская артиллерия обстреливала австрийские позиции на фронте Цумань-Олыка-Корыто, по наблюдениям военного инженера Черника, сопротивляемость бетонных и железобетонных блиндажей, оказалась следующей.

Блиндаж с покрытием толщиной 0,69 м (земля 0,25 м., железобетонные штуки в 2 ряда с общей толщиной 0,33 м, дубовые доски 0,10 м) 152-мм снаряд пробил и разрушил.

Блиндаж с покрытием толщиной 0,82 м (земля 0,05 м, земляные мешки 0,22 м, железобетонные штуки в 3 ряда с общей толщиной 0,33 м, доски 0,10 м, рельсы подошвами вверх толщиной 0,12 м) 107-мм снаряд полностью пробить не смог, разорвавшись в среднем или нижнем ряду железобетонных штук. Доски были пробиты, рельсы разворочены и погнуты.

Блиндаж с покрытием толщиной 0,82 м (земля 0,20 м, железобетонные плиты 0,50 м, железобетонные штуки по рельсам 0,12 м) был обрушен попаданием 152-мм снаряда.

Блиндаж с покрытием толщиной 0,87 м (земля 0,25 м, железобетонные штуки в 3 ряда общей толщиной 0,44 м, дубовые брусья, скрепленные скобами 0,18 м толщины) 107-мм снаряд пробил насквозь, в то время как 76-мм снаряд произвел разрушение бетона и смещение брусьев, но блиндаж не пробил.

Блиндаж с покрытием толщиной 0,88 м (земля 0,20 м, 3 ряда железобетонных плит толщиной 0,44 м, рельсы толщиной 0,12 м, второй ряд рельс толщиной 0,12 м) 152-мм снаряд, хотя и произвел значительные повреждения, но пробить не смог.

Блиндаж с покрытием толщиной 0,95 м (земля 0,20 м., два ряда железобетонных плит общей толщиной 0,33 м, сплошной ряд рельс толщиной 0,12 м, дубовые брусья толщиной 0,18 м, сплошной ряд рельс толщиной 0,12 м) 107-мм снаряд повредил, разорвавшись в бетоне. Рельсы верхнего ряда были частично разрушены, повреждены дубовые брусья, но нижний ряд рельс оказался цел. Блиндаж не пробит.

Блиндаж с покрытием толщиной 1,26 м (земля 0,50 м, железобетонные штуки в 2 ряда толщиной 0,22 м, три ряда бревен толщиной 0,54 м) был пробит насквозь и разрушен 152-мм снарядом, в то время как 76-мм снаряд, хоть и произвел значительные разрушения, пробить блиндаж не смог.

Блиндаж с покрытием толщиной 1,58 м (земля 1 м, железобетонные штуки в 1 ряд толщиной 0,22 м, 2 ряда бревен толщиной 0,18 м и 0,22 м соответственно) 76-мм фугасный снаряд пробил насквозь, но не разрушил, в то время как 107-мм снаряд разрушил этот блиндаж.

Блиндаж с покрытием толщиной 1,69 м (земля 1 м, 2 ряда железобетонных плит толщиной 0,33 м, два ряда бревен толщиной 0,36 м) был пробит насквозь попаданием 107-мм снаряда.

Таким образом, исходя из вышесказанного, наиболее прочными оказались блиндажи с покрытиями в 0,95 и 0,88 м. Но все же это лишь относительная прочность - фактически ни одна из этих конструкций не являлась совершенной, т. к., несмотря на значительную толщину покрытий, снаряды во всех блиндажах произвели серьезные разрушения. Сравнительная прочность 2-х вышеупомянутых блиндажей объясняется наличием подушек, вызывающих преждевременный разрыв снаряда и смягчающих его действие на нижние слои конструкций. Причины недостаточной сопротивляемости покрытий следует искать как в их структуре, так и в материале, из которого они созданы.

Говоря об изготовлении бетонных и железобетонных перекрытий, необходимо отметить, что прочность цементного бетона зависит, прежде всего, от качества материала.

Бетонное убежище крепости Осовец

К последнему предъявлялись следующие требования.

Из медленно твердеющих цементов для боевых бетонных сооружений рекомендовалось употреблять т. н. портландский цемент. Цемент обязательно должен быть сухим. Лишь в исключительных случаях можно было использовать подмоченный цемент, но при условии прокаливания на железных листах размельченных в порошок комьев до красного каления. Даже при этом условии цемент терял половину своей способности быстро схватываться. Перед употреблением цемент должен быть испытан. Нормальное схватывание цемента должно было отвечать следующим условиям: начало не ранее 20-ти минут, конец не ранее часа и не позже 12-ти часов.

Из бетонов, применяемых для постройки убежищ к концу войны, особое место занимал бетон на так называемом плавленом цементе, отличающемся от портландцемента тем, что имел способность быстро твердеть, тогда как время начала схватывания наступало гораздо позже. Если портландцемент – это преимущественно силикатный цемент, то плавленый цемент относился к глиноземным цементам: его действие зависело от цементирующих свойств алюминатов кальция.

В состав боевого бетона должен был входить и т. н. мелкий агрегат. Лучший агрегат - это крупный кварцевый песок с примесью мелкого. Песок должен был быть сухим и без вредных органических веществ. Допустимое содержание глины или ила - 7% от объема. Допускалось употреблять мелкий агрегат из высевок от дробления твердых и крепких рваных или булыжных камней.

Крупный агрегат должен был состоять из дробленого твердого и крепкого рваного или булыжного камня без растительных или других органических веществ. Наибольший размер щебенок - 1 дюйм. Лучшим крупным агрегатом считался гравий, имевший наибольшее сопротивление раздавливанию

Для арматуры рекомендовалось употреблять железо круглого сечения, а лучше - мягкую сталь.

Главным недостатком цементного бетона считалось продолжительное время его затвердевания. В некоторых случаях вместо цементного бетона допускалось применять асфальтовый бетон, прочность которого выражалась в сопротивлении одного квадратного сантиметра 250-ти кг.

Для внутренних прослоек (подушек) годился менее прочный бетон в составе гравия, мелкого песка, асфальтового порошка и асфальтовой смолы.

Для укрытия пулемета считалось достаточным защитить его от 76-мм снаряда. Для этого 1 ряд рельс заливался асфальтовым бетоном общей толщиной 107 мм, к ним добавлялся 80-мм ряд камней из слабого асфальтового бетона (подушка), ряд железобетонных камней из цементного или прочного асфальтового бетона (100 мм), ряд ребристых камней (воздушная прослойка – 100 мм) и булыжник (для преждевременного разрыва снаряда) 150-мм толщины. Промежутки между булыжником заливались усиленным бетоном (т. е. содержащим органические и металлические частицы), а при невозможности - прочным асфальтовым бетоном (так, чтобы поверхность покрытия была ровная и гладкая).

Булыжник, залитый бетоном, выполнял важнейшую функцию – он являлся слоем, вызывающим преждевременный разрыв снаряда. Если к общей толщине покрытия прибавить ширину щели в 25 сантиметров, то пулеметная огневая точка могла активно действовать в обычных условиях общевойскового боя.

Что же происходило с бетонным укрытием при обстреле его снарядами более крупных калибров?

Монолитные убежища показали себя как наиболее стойкие к сопротивлению снарядам тяжелой артиллерии. В то время как убежища из бетонных камней (т. е. камней, соединенных между собой цементом) разрушались, монолитные убежища сопротивлялись действию 155- и 240-мм снарядов, а иногда даже воздействию снарядов 270- и 280-мм калибра. Тяжелые снаряды часто откалывали куски бетона, иногда производя в последнем трещины, но в целом убежища оставались невредимы. Самые серьезные результаты получались при ударе снаряда в стену под прямым углом или при пробитии свода - но и это не всегда приводило к разрушению убежища. Железная арматура подвергалась сильному изгибу, но оставалась в массе бетона.

На малые монолитные убежища снаряды, упавшие поблизости, действовали, прежде всего, своей ударной волной - они часто наклоняли убежища, иногда до 45°. Были случаи, что убежища совершенно опрокидывались. Засыпанные землей, с бойницами, смотрящими вверх, они становились непригодными для боевых целей. Чрезвычайно опасны были снаряды, разрывающиеся под убежищами. Опыт показал, что углубление убежища менее метра неприемлемо.

Было установлено следующее.

155-мм снаряд разрушал убежище из бетонных камней, но редко уничтожал монолитные убежища. Зато огонь этих орудий раскрывал убежища, делая их более заметными, приводя к их растрескиванию - и этим облегчая задачу более тяжелой артиллерии.

220-мм снаряд иногда пробивал монолитные убежища, но не разрушал их целиком. Снаряды часто проникали внутрь, вместе с обломками, и там разрывались.

270- и 280-мм снаряды в значительной степени разрушали монолитные убежища, пробивая своды и стены, наклоняли убежища или углубляли их в землю. Иногда, но очень редко, они разрушали убежища целиком.

Бетон явился мощным подспорьем для обороняющегося – свидетелем чего являются операции позиционного периода Первой мировой войны.