автореферат диссертации по строительству, 05.23.07, диссертация на тему:Совершенствование технологии строительства монолитных облицовок каналов в условиях жаркого климата

Московский ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРИРОДООБУСТРОЙСТВА

На правах рукописи

РГБ ОД

МУЛАЙ БЕНАИССА ИБРАГИМ ^ д ^ц

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ СТРОИТЕЛЬСТВА МОНОЛИТНЫХ ОБЛИЦОВОК КАНАЛОВ В УСЛОВИЯХ ЖАРКОГО КЛИМАТА

Специальность 05.23.07 - Гидротехническое

и мелиоративное строительство

Автореферат на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2000

Работа выполнена в Московском государственном университет 11р иродообустрой ства

Научный руководитель:

к.т.н., профессор В.П. Букреев, к.т.н., профессор В.И. Грозав

Официальные оппоненты:

д/г.н., профессор Ю.П. Правдивей., к.т.н., доцент Е.Б. Фонсов

Ведущая организация: Инженерный научно-производственный центр по водному хозяйству мелиорации и экологии «Союзводпроект» (ИНГТЦ и Союзводпроект).

Защита состоится «27» июня 2000 г. в 15°° часов на заседани диссертационного совета К. 120.16.01 в Московском государственно университете природообустройства по адресу: 127550, Москва, у. Прянишникова, 19, МГУП, ауд. 201, корпус 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московског государственного университета природообустройства.

Автореферат разослан «_»_2000 года.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук

--

И.М. Евдокимова

нти*-Обе.о + о

Общая характеристика работы

Аюуальность работы: проблемы ресурсосбережения при строительстве и реконструкции каналов водохозяйственного и мелиоративного назначения характеризуются двумя аспектами: во первых, возведение гидромелиоративных сооружений является одной из материалоемких отраслей, а во вторых качество и надежность этих систем должны обеспечивать экономию водных ресурсов, в том числе за счет предотвращения фильтрационных потерь воды. Последнее диктуется тем, что ресурсы пресной воды во многих регионах близки к исчерпанию.

Одновременно с этим, нерациональное водопользование влечет за собой подъем уровня грунтовых вод, заболачивание и засоление земель, эрозию почвы и другие негативные последствия.

Несмотря на то, что перечисленным вопросам уделялось определенное внимание, эта проблема не утрачивает своей актуальности и по сей день.

Цель диссертационной работы: основной целью диссертационной работы является разработка интенсивной технологии устройства монолитных облицовок каналов на основе использования верхнего слоя облицовки в качестве защиты нижних слоев конструкций с учетом климатических факторов сухого жаркого климата. В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

- установить условия интенсификации устройства монолитных облицовок средних и магистральных каналов на основе использования верхнего слоя облицовки в качестве защиты нижних слоев конструкций от негативных воздействий факторов сухого жаркого климата с введением пластифицирующих добавок с целью обеспечения требуемой прочности бетонной смеси с экономией цемента и образования единой монолитной конструкции и одновременной интенсификацией твердения гидротехнического бетона за счет солнечной энергии;

- определить возможность сокращения периода ухода за бетоном за счет использования верхнего слоя облицовки в качестве защиты нижних, слоев конструкций на основе рационального сочетания технологических приемов и теп-

ловых факторов, обеспечивающих качественное и эффективное строительство гидротехнических сооружений мелиоративных систем при минимальных затратах материалов и энергетических ресурсов;

- определить критическую прочность гидротехнического бетона относительно влагопотерь при условиях защиты верхним слоем облицовки от обезвоживания нижних слоев конструкций;

- с учетом комплексного влияния негативных факторов климата Королевства Марокко, установить период возможного прекращения ухода за гидротехническим бетоном при достижений им критической прочности относительно влагопотерь только в верхнем слое монолитной облицовки;

- изучить параметры интенсификации твердения бетона за счет использования солнечной энергии при строительстве монолитных бетонных противо-фильтрационных облицовок каналов;

- исследовать соответствие бетона облицовки требованиям по характеристикам термостойкости и водонепроницаемости при предлагаемой технологии при строительстве монолитных противофильтрационных одежд каналов;

- разработать технические рекомендации но сокращению периода ухода за свежеуложенным бетоном;

- установить технико-экономические показатели и разработать рекомендации по технологии механизированного строительства монолитных противофильтрационных облицовок каналов с учетом климата Королевства Марокко.

Научная новизна работы:

- теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность сокращения периода ухода за бетоном при строительстве гидромелиоративных сооружений в условиях Королевства Марокко за счет использования верхнего слоя облицовки в качестве защиты нижних слоев конструкций от негативных воздействий факторов сухого жаркого климата, с введением пластифицирующих добавок с целью уменьшения значения критической прочности верхнего слоя бетона относительно влагопотерь за счет использования солнечной энергии и интенсификации твердения гидротехнического бетона;

- опытным путем установлено значение критической прочности гидротехнического бетона относительно влагопотерь верхнего слоя облицовки и экспериментально определены условия образования единой монолитной конструкции с требуемыми для сооружений водоюоляционного назначения характеристиками;

- с учетом комплексного влияния негативных факторов климата Королевства Марокко установлен период возможного прекращения ухода за гидротехническим бетоном при достижении им критической прочности относительно влагопотерь только в верхнем слое монолитной облицовки;

- для рекомендуемой технологии строительства монолитных облицовок каналов установлено соответствие бетона требованиям по прочности, морозостойкости и водонепроницаемости.

Практическая ценность и реализация научной работы:

- опытно-промышленная апробация новой технологии устройства монолитных облицовок каналов была осуществлена на объекте строительства «СТМ» в городе Аиюн, где опытная технология ухода за гидротехническим бе-топом была реализована с использованием верхнего слоя облицовки канала в качестве защиты нижних слоев конструкций от обезвоживания с последующим их затвердения за счет солнечной энергии;

- по результатам исследований рекомендованая методика была передана инвестору для практического применения на полигонах и объектах гидротехнического и мелиоративного строительства;

- определены дифференцированные параметры ускорения твердения бетона облицовки откосов разной ориентации, обеспечивающие при комбинированном тепловом воздействии за счет солнечной и электрической энергий независимость от темпов ведения работ от радиационного режима;

- разработаны рекомендации по устройству монолитных бетонных облицовок каналов при механизированном строительстве с использованием солнечной и электрической энергий для сокращения времени ухода за бетоном в условиях сухого жаркого климата Королевства Марокко;

- предложен способ обеспечения независимости темпов ведения бетонных работ от продолжительности ухода за бетоном при строительстве монолитных облицовок каналов с различной ориентацией относительно сторон света;

- для условий климата Королевства Марокко установлены допустимые оптимальные параметры технологических разрывов при уходе за бетоном с помощью устройств для гидроэлектротермообработки.

Апробация полученных результатов:

- достоверность научных результатов исследований обеспечены статистическими оценками ошибок эксперимента и вероятно-статической проверкой но критерию Фишера адекватности, статическим методом по ГОСТ 181 05-86, и информационной ценности построенных математических моделей с использованием взаимонезависимых методов определения структурно механических свойств исследуемых материалов и подтверждения экспериментальных данных результатами производственной проверки в условиях модульной оросительной системы (systeme d'irigation modulaire a trois dimonsion);

- основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на заседаниях кафедры Гидротехнических сооружений и кафедры Сельскохозяйственного строительства и архитектуры Московского государственного университета природообустройства в апреле 2000 года;

- апробация научных результатов обоснована положениями диссертационной работы, результаты исследования были опубликованы в материалах научной конференции Московского государственного университета природообустройства в 2000 году.

Структура и объем диссертации:

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка использованной литературы. Работа изложена на 131 страницах машинописного текста, иллюстрирована 28 рисунками и 20 таблицами. Список литературы содержит 93 наименований, в том числе 9 иностранных.

Содержание работы

В первой главе были рассмотрены:

- особенности бетонирования облицовок каналов в условиях сухого жаркого климата;

- способы интенсификации твердения облицовок и пути использования природных климатических факторов для его тепловой обработки.

Во многих случаях, как показал мировой опыт строительства и эксплуатации каналов, наиболее экономичным противофильтрационным мероприятием является устройство монолитных бетонных облицовок, отвечающих современным требованиям к оросительным системам.

Возможность пропуска воды с большой скоростью при меньшем заложении откосов по сравнению с каналом в земляной русле способствует исключению озеленения воды и зарастания каналов растительностью. В противной случае пропускная способность может снизиться в 5-6 раз, а затраты на содержание систем увеличиваются на 30-70 %.

Являясь практически непроницаемыми или маловодопроницаемыми монолитные бетонные облицовки дают возможность пе увеличивать расход воды на восполнение предполагаемых потерь, снижают фильтрацию, а следовательно ограничивают подтопление и засоление прилегающих к каналам территорий, что исключает увеличение площади земель и, кроме того, сохраняет устойчивость грунта в непосредственной близости от канала.

С одной стороны строительство монолитных облицовок в районах с сухим жарким климатом требует организации специальных приемов, исключающих негативное воздействие среды на свежеуложенный бетон, а с другой стороны - имеется возможность использования солнечной энергии в технологии бетонных работ. Учитывая реальное влияние этих факторов на температуру бетона можно рассмотреть две климатические зоны, такие как зона побережья океана и зона Сахары.

Совокупность таких факторов сухой жаркой среды, как высокая температура, низкая относительная влажность, значительная суточная амплитуда температур и интенсивная солнечная радиация, вносят существенные осложнения

в производство бетонных работ, вызывают интенсивное обезвоживание свеже-уложенного бетона, формируют неравномерное температурное поле в конструкции.

Основные последствия влияния обезвоживания бетона в его раннем возрасте заключаются в ухудшении его физико-механических свойств и, как следствие, в снижении долговечности бетонной конструкций.

Главная причина снижения прочности бетона и раннего растрескивания бетонной облицовки состоит в проявлении пластической усадки, величина которой при интенсивных влагопотерях составляет 2-5 мм/м. Испарение влаги в более поздние сроки, когда сложилась структура и стабилизировалась пластическая усадка, отражается на степени гидратации цемента (неполная гидратация) и приводит к увеличению пористости цементного камня.

Исследования проведенные учеными разных стран показали, что общий эффект от действия перечисленных факторов сухого жаркого климата определяется соотношением деструктивных процессов, вызываемых этими факторами и конструктивных процессов, к которым относятся гидратация цемента, струк-турообразование и рост прочности бетона. При этом наибольшее внимание к соотношению деструктивных и конструктивных процессов необходимо проявлять в начальный период твердения, когда физико-химические процессы струк-турообразования бетона и физические процессы нарушения образующейся структуры наиболее интенсивны.

Продолжительность последующего ухода определяется периодом набора так называемой критической прочности относительно влагопотерь.

Понятие критической прочности относительно влагопотерь () представляет прочность, при достижений которой воздействие факторов сухой жаркой среды не влияет негативным образом на кинетику дальнейшего роста физико-механических характеристик материала.

Идея использования тепловой обработки бетона в жаркую погоду в условиях пониженной влажности среды разрабатывалась в НИИЖБ и наибольшее развитие получила в технологий бетонирования плоских протяженных монолитных конструкций.

Выполненный применительно к строительству монолитных бетонных облицовок каналов оросительных систем в зимних условиях анализ показал, что для виброформ типа NCR-3, IVO-38 наиболее целесообразна установка узла форсированного разогрева бетона в зоне стабилизирующей опалубки с заменой вертикальных электродов на горизонтальные, с помощью которых осуществляется непрерывный поверхностный электроразогрев.

Проверка такого варианта схемы электроразогрева подтвердила отсутствие сползания бетона с откосов и возможность его форсированного разогрева (за 8-9 мин) при установленной мощности передвижных электростанций в зависимости от сезона, в котором ведется приемка бетона.

Обработка монолитных конструкций методом термообработки представлена единичными работами. Однако, в основном выводы предполагают использование инвентарных неперемещаемых, а переставляемых секций светопро-зрачных теплоизолирующих радиаций.

При небольших скоростях бетонирования (до 5 м/ч) общая длина таких секций в летний период составляет около 45 м, а в осенний период года уже не менее 80 м. Поэтому при использовании развитых способов укладки бетона, длина перемещаемого светопрозрачных радиаций должна составлять 100-160 м, что существенно усложнит технологию работ и сделает весь комплекс машин маломаневренным.

Другим безвлажностным способом ускорения твердения бетона с использованием солнечной энергий является способ, основанный на применений пленкообразующих составов. Но такой способ из-за резкого остывания бетона в несолнечное время суток требует больше времени для достижения критической прочности относительно влагопотерь, чем при использовании светопрозрачных теплообразующих радиаций. Поэтому появляется сложность в выборе пленкообразующего состава, которым должен сохранять свои влагозащитные свойства длительный период времени (около 2-3 суток).

Во второй главе изложены результаты теоретических и экспериментальных исследований параметров технических разрывов при строительстве моно-

литных бетонных облицовок каналов механизированными способами в условиях сухого жаркого климата.

Накопленный в настоящее время исследовательский материал по изучению природы критической относительно влагопотерь прочности бетона не позволяет однозначно назначить величину параметров, определяющих состояние бетона, когда он способен ослабить воздействие внешней сухой жаркой среды. Сегодня в каждом конкретном случае для определения К^, необходимы соответствующие эксперименты, учитывающие не только климатические условия и технологию строительных работ, но и параметры ускоренного твердения бетона при тепловой обработке.

Последнее положение было установлено в тех работах где показано, что значение критической прочности относительно влагопотерь в случае применения тепловых методов ускорения твердения бетона может быть на 25-30% ниже по сравнению с обеспечением набора критической прочности в нормальных условиях твердения бетона. Кроме того1 значение К™ определяет и температурный уровень ускоренного твердения бетона: по данным работы для состава с комплексной добавкой ЛСТМ-2 + Са(М03)2 критическая прочность относительно влагопотерь при твердении бетона при 50°С составила 47% при 70°С-19,2% Л2« (для этого же состава бетона при твердении в нормальных условиях соответственно =52,5% Дм).

Исходя из изложенного потребовалось постановка специальных исследований по определению, критической прочности бетона относительно влагопотерь для конкретных технологических условий строительства монолитных облицовок, а так же исходя из основных задач работы, такой прочности поверхностного слоя, подвергаемого форсированному разогреву, при котором он способен защищать бетон от обезвоживания по всей толщине облицовки (рис. 1).

При приготовлении бетонной смеси использовалась комплексная добавка: пластификатор (Е-34) и воздухововлекающий компонент (СНВ).

Пересчет значений пластической прочности (Рт) к кубиковой прочности бетона на сжатие (НСж) выполняется с использованием переходных коэффициентов по формуле:

Ясж=к-Рт (1)

Состав исследуемых растворов был выбран из условия обеспечения их твердения аналогично твердению растворной части бетона. Такое положение возможно при одинаковых истинных водоцементных отношениях, учетом количества воды, идущей на смачивание щебня и песка. Принималось водопо-глощение песка равным 9%, а щебня 4,5% по массе.

Анализируя пластограммы на рпс. 2, 3, можно отметить, что для всех изученных составов где использовался пластификатор ЛСТМ-2, интенсификация роста пластической прочности наблюдалось только через 28 минут с момента форсированного разогрева смеси.

Пластограммы, полученные на растворах, где в качестве пластификатора использовалась добавка суперпластификатор Е-34 (рис. 4 и 5), показывает, что в отличие от данных, зафиксированных в опытах с добавкой ЛСТМ-2, интенсивный рост пластической прочности наблюдается через 10 минут с момента форсированного разогрева независимо от температурного уровня.

Для бетонов монолитных облицовок каналов оросительных систем следует применять низко- и среднеалюминатные портландцемента марок 400(40)-500(50) с минеральными добавками при содержании С3Б не менее 50% и СзА не более 8% (приемлемо использование цемента основного поставщика вяжущего в Королевстве Марокко - фирмы СЛОЕМ). Заполнители для бетонной смеси должны удовлетворять требованиям ГОСТ 10268-80 и ГОСТ 26633-85.

При приготовлении бетонной смеси необходимо применение комплексных химических добавок. В качестве компонентов комплексных химических добавок рекомендуется применять следующие индивидуальные добавки: пластифицирующие - N№3 и Е-34; поздухововлекающие - СНВ. Оптимальной дозировкой воздухововлекающей добавки считается такое ее количество, при которой обеспечивается воздухосодержание в уплотненной бетонной смеси в пределах 4 - 6% ее объема. Пределы дозировок добавок представлены в таб. 1.

Таблица 1

Вид добавки Наименование добавки Температура применения не менее, °С Дозировка, % сухого вещества от массы цементы

Пластифицирующие ЛСТМ-2 60 0,35

Е-34 40 0,35-0,5

Воздухововле-кающие СНВ - 0,01-0,015

Основное отличие пластограмм для данных пластификаторов, как показали эксперименты, заключается не в кинетических характеристиках процесса при разных дозировках добавок, а в темпах интенсификации самого процесса при тепловом воздействии.

При выборе приемлемого для практики состава бетона необходимо, как отмечалось, руководствоваться условием, которое заключается в том, что к моменту первого технологического разрыва в уходе за бетоном (период контакта бетона с окружающей средой после выхода из зоны стабилизирующей палубы до момента надвшкки перемещаемых свегопрозрачных радиаций) его прочность должна составлять 0,4-0,5 МПа. С учетом коэффициента пересчета равного 0,3 пластическая прочность должна быть в соответствии с расчетом по формуле (1) не ниже 1,3 МПа.

Отсюда следует, что поскольку момент первого контакта бетона с окружающей средой, определяемый скоростью перемещения виброфомы, может наступить через 15-20 минут после форсированного разогрева, приемлемыми будут только составы бетона с дозировкой ЛСТМ-2 в количестве 35% и В/Ц=0,425 или с дозировкой Е-34 в количестве 0,35-0,5% при В/Ц= 0,435.

Поскольку значение критической прочности относительно влагопотерь необходимо определять по совокупности таких характеристик как прочность бетона на сжатие, прочность бетона на растяжение при раскалывании, водонепроницаемость и термостойкость, дополнительно были изученные перечисленные характеристики для режимов с предварительной выдержкой с помощью камеры (рис. 6), при которой обеспечивалась прочность бетона на сжатие в зрелом возрасте.

Результаты определения критической прочности относительно влагопо-терь по пределу прочности при сжатии верхнего слоя облицовки, работающего в качестве защитного, представлены в табл. 2.

Таблица 2

Прочность бетона в условиях сухого жаркого климата при разной начальна."; —очности верхнего слоя облицовки

Предел прочности при сжатии, МПа/7?г§ \

После подогрева верхнего слоя до воздействия условий СЖК После воздействия условий СЖК в возрасте 28 суток

верхний слой нижний слой верхний слой нижний слой конструкция

17,2/55 11,9/38 25,9/83 21,8/70 22,8/73

18,7/60 12,8/41 28,1/90 25,3/81 26,2/84

20,0/64 13,4/43 30,6/98 30,0/96 29,6/95

21,8/70 14,9/48 31,5/101 30,3/97 30,6/98

Результаты окончательной проверки по всем остальным требуемым показателям приведены в таблице 3 и подтверждают, что если верхний слой облицовки толщиной 0,05 м при тщательном уходе достигает прочность на сжатие не ниже 64-65%И2^, то он способен при прекращении ухода за бетоном защитить конструкцию (<5=0,1-0,12 м) от влагопотерь в условиях воздействия сухого жаркого климата и обеспечить требуемые практические характеристики конструкции к моменту ее эксплуатации.

Таблица 3

Влияние прочности верхнего слоя облицовки на защиту конструкции от обезвоживания в условиях сухого жаркого климата (СЖК) и при

циклическом нагреве о охлаждении (ЦНО)

Предел прочности на сжатие, МПа/ Предел прочности на растяжение при раскалывании, МПа/ У??* Водо-непро-ницае-мость в возрасте 28 сут.

верхнего слоя до воздействия условий СЖК конструкции после ЦНО до воздействия условий " СЖК в возрасте 28 суток без ЦНО после ЦНО

20,3/65 31,9/102 1,73/54 3,03/95 3,18/99 4

21,7/69 32,8/105 1,85/58 3,17/99 3,2/100 4

Экспериментально подтверждена возможность использования половины толщины облицовки (при общей толщине облицовки сМ 00-250 мм) в качестве защитного слоя от негативного воздействия условий сухого жаркого климата после прекращения ухода за бетоном.

Комплексом исследований установлено, что критическая прочность относительно влагопотерь для верхнего слоя монолитной облицовки должна составлять 64-65% 11.28, независимо от типа используемого пластификатора и при введении воздухововлекающей добавки типа СНВ в количестве 0,012% от массы цемента.

В третьей главе приведены результаты исследования тепловых режимов ускоренного твердения бетона облицовок при комбинированных методах элек-тро-гелиотермообработки.

Различные технологические схемы ухода за бетоном при строительстве монолитных облицовок каналов приводят к отличиям в температуре по сечению конструкции. Температура в свою очередь является одним из основных факторов, определяющих темп твердения бетона, а следовательно, и продолжительность цикла ухода за ним.

Получение наиболее достоверных данных об изменении во времени температуры бетона при тепловом воздействии с помощью разных энергоносителей требует решения дифференциального уравнения теплопроводности с внутренним источником тепла, которым является в рассматриваемой задаче теплота гидратации цемента.

В общем виде дифференциальное уравнение теплопроводности для условий твердения бетона облицовки, когда можно считать задачу одномерной и рассчитывать изменение температуры только по толщине конструкции, представляется следующим образом:

Й. дт

ср дт

(3.1)

51

где: — - скорость изменения температуры в расчетном временном дт

интервале, град/с;

а - температуропроводность бетона, м /с; V2 - оператор Лапласа

1 2 2 2 '

дх ау ах

2 О 2

для рассматриваемой задачи V = —г ), м" ;

дх

с - теплоемкость бетона, Д;ю'(1сг-град);

р - плотность бетона, кг/м3;

ц - количество цемента в расчетном узле, кг/м3;

(¡Оэи,т) „ .

———1 - скорость удельного тепловыделения, Вт/кг. с/г

Предполагаемым технологическим приемам ухода за бетоном соответствует тепловая схема (рис. 7).

В этой схеме тепловой поток в общем случае является результирующим при сложении с соответствующими знаками потока суммарной солнечной радиации, потока конвективных тепловых потерь в окружающую среду, потока тепловых потерь за счет испарения влаги с поверхности облицовки и теплового потока от дополнительных нагревателей:

2/ = а,,/ - е„* - впи+а,«., (з.2)

где: - расчетный тепловой поток на поверхности облицовки, Вт/м2; (Угад - расчетный поток суммарной солнечной радиации, прошедшей через светопрозрачное покрытие или поступающей к открытой поверхности бетона облицовки, Вт/м2;

0"„, 0„и - потери тепла соответственно в окружающую среду и с испарением влаги, Вт/м2'

- тепловой поток от дополнительных нагревателей, монтируемых подсветопрозрачным покрытием, Вт/м2.

Тепловой поток отражает потери тепла бетоном облицовки в грунтовое основание:

02= Оп (3-3)

где: ()2 - тепловой поток на контакте бетона с грунтовым основанием, Вт/м2;

Qnг - потери тепла в грунт, Вт/м2.

Для вычисления потерь тепла в грунт (0/), в окружающую среду (£)„") и за счет испарительного охлаждения (О") были применены следующие формулы:

где: Ягр- теплопроводность грунтового основания, Вт/(м-град) ( Я,,, = 1.0 Вт/(м град)), м, град;

о"гр — глубина грунта, активно участвующая в теплообмене с бетоном, м (принималось <т гр = 0,3 м);

>х'0 ~ соответственно температура низа и верха облицовки, град; ¡,р - температура грунта на глубине град (принималась равной самой низкой температуры воздуха в расчетный период года);

Гв - температура окружающего воздуха в расчетный момент времени, град; а - коэффициент термообмена между бетоном и окружающей средой, Вт/(м2-град) (при открытой поверхности облицовки принималось а = 10 Вт/(м2-град), при нахождении бетона в зоне светопрозрачного прицепного покрытия принималось а = 2 Вт/(м2-град) /37/);

}У - интенсивность испарения влаги с поверхности бетонной облицовки, кг/м2-ч;

г - скрытая теплота парообразования, кДж/кг (г = 2451,5 кДж/кг); 0,28 - переводной коэффициент приведения потока к размерности, Вт/м2. Различные технологические приемы ухода за бетоном монолитной облицовки каналов приводят к отличиям в температуре конструкции, что определяет темп твердения бетона и продолжительность ухода за ним. На рис. 8 и 9 представлены данные экспериментов по изменению температуры поверхности облицовки дна канала.

(3.4)

2„в=а (1Х,„ - О

<2п=0,281Гг

(3.5)

(3.6)

Составленные математически модели расчета температуры бетона в условиях комбинированной электро-гелиотермообработки с учетом ориентации элементов канала относительно стран света были использованы для проведения расчетов на ЭВМ для основных климатических зон Королевства Марокко.

В четвертой главе были рассмотрены необходимые температуры разогрева и мощности дополнительного обогрева для обеспечения требуемой по окончании ухода за бетоном прочности, также изложены рекомендации по технологии приемки бетона в условиях сухого жаркого климата.

При этом, выбор может включать либо - повышение температуры форсированного разогрева, либо - дополнительный обогрев электронагревателями в зоне светопрозрачных покрытий.

Кроме того, может быть рассмотрен вопрос о целесообразности либо -увеличения температуры разогрева, либо - нанесение пленкообразующего состава, когда при выполнении этой операции требуемая критическая прочность относительно влагопотерь верхнего слоя должна быть обеспечена не через сутки, а черёз 48 - 52 часа с момента укладки бетона (это время определяется продолжительностью сохранения влагозащитных свойств пленкообразующего состава).

Вопрос об увеличении длины покрытия до размеров больших чем 50 м встанет также в холодный период года при низких темпах твердения бетона, даже если он защищен от влагопотерь с помощью пленкообразующего состава.

Такие периоды могут составлять 2-3 месяца в году и если пойти на увеличение затрат и повышение трудоемкости работ принять длину покрытия в два раза больше, чем требуется в основной зоне ведения работ, то в остальные 9 — 10 месяцев года дополнительное оборудование и механизмы не будут использоваться. Это увеличит срок окупаемости техники и отрицательно скажется на ее эксплуатационных характеристиках.

Для выбора целесообразной температуры форсированного разогрева, мощности и продолжительности работы дополнительных нагревателей, а также для решения вопроса об экономичности использования пленкообразующего со-

става принимались следующие исходные данные с оценкой затрат по мировым ценам на топливо и материалы.

Затраты на использование пленкообразующего состава рассчитывались исходя из стоимости 1 т на уровне 935 долларов (США) потребности 0,25 кг на 1 м2 облицовки, что составляет 1,15 центов на 1 м2 облицовки.

Результаты расчета удельных затрат на нанесение пленкообразующего состава и на дополнительное повышение температуры разогрева, отнесенных к 1 п.м. канала представлены на рис. 10. Для удобства пользования на рис. 10 раздельно показаны удельные затраты для ухода за облицовкой дна канала и для ухода за облицовкой откосов.

По результатам исследований доказано, что разогрев на дополнительные 10 - 12°С более выгоден, чем нанесение пленкообразующего состава. Однако разогрев выше предлагаемого на 25 - 30°С уже уступает по затратам варианту с нанесением пленкообразующего состава.

Выбор экономически - целесообразного решения был осуществлен для каждого конкретного варианта условий производства работ с использованием обобщенных данных о наборе прочности бетона в зоне перемещаемых свегопрозрачных радиацией, и вывода о том, что повышение температуры разогрева на каждый градус расчетного дает дополнительный прирост прочности бетона размером 0,40% Л» Во всех вариантах принималась необходимость обеспечения в верхнем слое облицовки прочности бетона на уровне 65% Яц. Кроме того, поскольку ни в одном из вариантов расчета требуемая величина критической прочности относительно влагопотерь не достигается за 7 часов (время нахождения в зоне покрытия бетона, уложенного до полудня), принималось, что при бетонировании в первой половине дня пленкообразующий состав наносится в обязательном порядке.

Укладка бетонной смеси и ее уплотнение осуществляется полнопрофильным бетоноукладчиком скользящего типа (виброформой N011-3 или 1УО-38).

Уложенная на основание бетонная смесь при необходимости* сразу подвергается форсированному электроразогреву осуществляемому до заданной температуры с помощью полосовых электродов, которые монтируют на электроизолирующем щите, установленном на стабилизирующей опалубке бетоно-укладочной машины.

Электроразогрев бетона производится при непрерывном перемещении бетоноукладчика с расчетной скоростью. Напряжение на электроды подается в момент начала их перемещения по свежеуложенному бетону.

Для обеспечения независимой конечной температуры разогрева бетона" для разных элементов облицовки выполняют раздельную коммутацию электродов для разогрева облицовки откосов и дна канала.

В процессе электроразогрева свежеуложенный бетон подвергается дополнительному вибровоздействию и механическому обжатию со стороны стабилизирующей опалубки. Виброуплотнение разогреваемой бетонной смеси является обязательным элементом технологии, позволяющими ликвидировать последствия негативных явлений, которые возникают при форсированном разогреве.

Максимальное потребление электрическая мощность для разогрева бетонной смеси (Ртох, кВт) определяется по формуле:

Рж=~Убт-Рзя'Ы (4.1)

864

где с - удельная теплоемкость бетона, кДж/(кг-°С)

у — объемная масса бетона, кг/м3;

Рвет - скорость движения бетоноукладчика, м/ч;

Гэ, - площадь поперечного сечения разогреваемого элемента облицовки, м2; Лг - разность между конечной температурой разогрева и начальной температурой бетона, °С;

864 - электрический эквивалент тепла, кДж/(кВт-ч).

* Оценка необходимости разогрева относится только к летнему периоду года, если при укладке бетона температура смеси ниже 40°С

Ширина электродов (а) по конструктивным соображениям принимается в пределах 2-5 см, а расстояние между электродами (в) находится из выражения:

где и - подаваемое на электроды напряжение, В; к - толщина облицовки, м;

а — коэффициент, равный при трехфазном токе 1,5;

Ррасч ~ расчетная величина удельного электрического сопротивления, Ом-м.

Считая, что пленкообразующий состав является важным фактором в обеспечении влагозащитного покрытия, следует отметить, что:

Пленкообразующий состав необходимо наносить безвоздушным распылением с помощью специальных устройств на установке РВ - 4, обеспечивающих распределение пленкообразующего состава на поверхность, формирование равномерного по толщине, влагозащитного покрытия.

Пленкообразующие составы должны хорошо распределяться по поверхности бетона методом распыления, формируя в течении ограниченного времеш на поверхности свежеуложенного бетона. Сплошное влагозащитное покрытие содержащий нетоксичные, пожаро- взрывобезопасные компоненты, экологически безопасные, не вызывает коррозии бетона. Влагоизолирующая способност! пленкообразующего состава должна сохраняться не менее 2-х суток.

Нарезку деформационных швов следует производить через каждые ? метров на полную толщину облицовки.

При нанесении пленкообразующего состава необходимо обеспечит] сплошное распределение состава по всей поверхности деформационного шва.

1. Разработана интенсивная технология строительства монолитных про тивофнльтрационных бетонных облицовок мелиоративных каналов бетоноук ладочными комплексами в условиях сухого жаркого климата на основе исполь зования верхнего слоя облицовки в качестве защиты нижних слоев конструк

Рг

тах

1,57-10"3 -и2

(4.2)

Заключение.

ций от негативных факторов сухого жаркого климата и интенсификации твердения гидротехнического бетона за счет солнечной энергии.

2. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность сокращения сроков строительства водохозяйственных сооружений и монолитных противофильтрационных бетонных облицовок мелиоративных каналов за счет использования верхнего слоя облицовки в качестве защиты нижних с введением пластифицирующих добавок с последующей интенсификацией твердения гидротехнического бетона за счет солнечной энергии.

3. Комплексным исследованием установлено, что критическая относительность влагопотерь прочность верхнего слоя монолитных облицовок должна составлять 64-65%- независимо от типа пластификатора и при введении возду-.-хововлекающей добавки в количестве 0.012% от веса цемента.

Применительно к устройству облицовок по предлагаемой технологии составлена математическая модель расчета температуры бетона в условиях применения комбинированных методов электро-гелиотермообработки и с учетом ориентации элементов канала относительно стран света.

4. Для разных климатических условий строительства монолитных гидротехнических сооружений и производства сборных изделий водохозяйственного назначения получены закономерности изменений температуры и прочности гидротехнического бетона при интенсификации его твердения за счет солнечной энергии, определяющее продолжительности ухода за гидротехническим бетоном в условиях сухого жаркого климата.

5. Проведенными расчетами на ЭВМ режимов выдерживания бетона в условиях двух основных климатических зон Королевства Марокко установлены температура разогрева бетона, условия применения защитных пленкообразующих составов и период и мощность включения дополнительного обогрева бетона в зоне прицепного светопрозрачного теплоизолирующего покрытия.

Показано, что технология производства работ определяется периодом укладки бетона в течении суток.

6. Изучением технических характеристик бетона на модернизированных установок лаборатории «Saint-Louie» определены предельные значения характеристики бетона по термостойкости и водонепроницаемости.

• Установлено, что при использовании в составе бетона пластификатора типа JICTM-2 количество добавки должно составлять 0.35% от веса цемента, а температура разогрева должна быть не ниже 60°С; при введении в бетонную смесь суперпластификатора Е-34 дозировки добавки может быть в пределах 0.35-0.5% от веса цемента, а температура разогрева на уровне 40-60°С

7. Предложен способ обеспечения независимости темпов введения бетонных работ от продолжительности ухода за гидротехническим бетоном при устройстве монолитных протнвофильтрационных бетонных облицовок мелиоративных каналов с различной ориентацией относительно сторон света в условиях сухого жаркого климата.

8. Оценка технико-экономических показателей для холодного периода года установлено рациональное сочетание технологических приемов ухода за бетоном и параметров его комбинированной гелиотермообработки.

Расчетом дополнительных затрат показано, что использование защитных пленкообразующих составов, позволяющих исключить уход за бетоном на 2 суток, целесообразно в том случае, когда превышение температуры форсированного разогрева бетона должна быть более 20°С по сравнению с температурой разогрева бетона при нанесении пленкообразующего состава.

Разработаны рекомендации по технологии строительства монолитных облицовок каналов механизированными комплексами с использованием комбинированных методов электро- гелиотермообработки для ускорения твердения бетона в условиях климата Королевства Марокко.

Список опубликованных трудоз автора по теме диссертации

1. Устройство технологических разрывов при строительстве монолитных облицовок каналов в условиях жаркого климата // Материалы научно-технической конференции «Экологические проблемы водного хозяйства и мелиорации». И. Мулай Бенаисса, В.П. Букреев, М., 2000, стр. 113

2. Тепловые режимы ускоренного твердения бетонных облицовок при комбинированных методах электрогелиотермообработки. И. Мулай Бенаисса, М., 2000, стр. 113

3. Характеристики защитного слоя бетона облицовки, блокирующего влагопотери в окружающую среду и деструктивные процессы в условиях прекращения ухода за бетоном. И. Мулай Бенаисса, М., 2000, стр. 114

4. Параметры технологических разрывов при строительстве монолитных бетонных облицовок каналов механизированными комплексами в условиях жаркого климата. В.И. Грозав, И. Мулай Бенаисса, М., 2000, стр. 115

рис. 1 Форма с электродами для форсированного разогрева поверхностного слоя образца

1 - текстолитовый борт;

2 - текстолитовое дно;

3 - электрод;

4 - бетонный образец;

5 - укрытие из полиэтиленовой пленки;

6 - подвод тока к электродам.

Время, мин

рис 2 Изменение пластической прочности рас: ¡юра с комплексной добадкой ЛСТМ-2 + СНВ при 40'С

О - ЛСТМ-2 = 0,25%, В/Ц=0,435; а - ЛСТМ-2 = 0,35 %. В/Ц=0,430; О - ЛСТМ-2 = 0,50%, В/Ц=0,425; □- ЛСТМ-2 = 0,35 %, В/Ц=0,425.

/л

¿а £ о.&

I

$ 0,6

£ ОА £

^ «г

11 1 с! [

гу /

1 1 /

1 1 / 3 / / -------

1 \/

Ьрвмя / НИН

Рис. 3

Изменение пластичоскоР прочности раствора с кок'Пггексно1 добавкой ЛСТ1Т—+ СИВ при Г;0°С (усюпныс обозначения аналогичны рис.2.3)

О 10 20 30 40 50

Время, мин

рис 1} Изменение пластической прочности раствора с комплексной добавкой Е-34 + СНВ при 40°С

©- Е-34 = 0,25 %, В/Ц=0,45; Ш-Е-34 = 0,35 %, В/Ц=0,445; □- Е-34 = 0,35 %, В/Ц=0,435; О- Е-34 = 0,5 %, В/Ц=0,435;

èpem, mm

Рис..5. , Изменение пппстическоч прочности р^стрсрп с ко?'ппекспэп лобаток" Е-34-» СНВ при 6ü°C. (условные обозначения ана.погч'чнн pnc.2.L)

ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННАЯ КАМЕРА

1 - стеклоаакет с электрическим контролем проходящего кол-ва радиационной энергии

2 - столик камеры

3 - герметик 8-7

4 - термометр

рис £

КОНСТРУКЦИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СТЕКЛОПАКЕТА

РАСЧЕТНАЯ ТЕПЛОВАЯ СХЕМА ЗАДАЧИ ПО НАХОЖДЕНИЮ ТЕМПЕРАТУРЫ БЕТОНА ОБЛИЦОВКИ

ас г

)0 ь

X' 1 1 дх

начальная и последующая температура бетона, °С; X - коэффициент теплопроводности бетона, Вт/(м, °С) Ь - толщина облицовки, м; <31,02 - тепловой поток соответственно на поверхности облицовки и на контакте с грунтовым основанием, Вт/м2

Риг "7

О

° . 70

- К!

О, <и , И • £ и> Н

30

к

, СГ У/ /1 ку \

¥ V ч

11 15 19 23 3 7

Врет суток, ч

рис § Температура бетона верхнего слоя облицовки дпа капала (г. Танжир, июнь)

(~~| - 1б = 60, ту=7.00, под покрытием 24 ч.; О^©-16 = 45, ту=7.00, О - под покрытием 7 ч.; 0 - под покрытием 24 ч; Д - Ш = 60, ту -13.00, под покрытием 17 ч; □ - дао канала; Д - южный откос.

90

У 80

о «

& БГ

а бо

5>

И

а

и Н

40

ж я" ' г/ / п

а V \ < \ V

7 11 15 19 23 3 7

Время суток, ч

рис ^ Температура бетона верхнего слоя облицовки дна канала (г. Танжир, июнь 1б=45°С )

ПО,О - укладка бстопа соответственно в 7.00,11.00 н 17.00

П - под покрытием 7 ч.

О,О " Е°Д покрытием 17 ч.

Прирост температуры, °С

0

Рис. 10 Удельные дополнительные затраты при нанесении пленкообразующего состава и повышении температуры разогрева.

1.2 - для откосов; 3,4 - для дна канала,

1.3 - при повышении температуры,

2.4 - при нанесении пленкообразующего состава.

3

1. СОВРЕМЕННЫЙ УРОВЕНЬИТЕЛЬСТВА МОНОЛИТНЫХ ОБЛИЦОВОК КАНАЛОВ И ЗАДАЧИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ МЕТОДОВ УХОДА ЗА ГИДРОТЕХНИЧЕСКИМ БЕТОНОМ В УСЛОВИЯХ СУХОГО

ЖАРКОГО КЛИМАТА.

1.1. Тенденции в совершенствовании противофильтрационных покрытий оросительных каналов и условия строительства мелиоративных систем в КМ.

1.2. Особенности бетонирования монолитных облицовок в условиях сухого жаркого климата и технологические требования к производству работ.

1.3. Современные способы интенсификации твердения бетона облицовок и пути использования природных климатических факторов для его тепловой обработки.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РАЗРЫВОВ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ МОНОЛИТНЫХ БЕТОННЫХ ОБЛИЦОВОК КАНАЛОВ МЕХАНИЗИРОВАННЫМИ КОМПЛЕКСАМИ В УСЛОВИЯХ КОРОЛЕВСТВА МАРОККО.

2.1. Характеристика исходных сырьевых материалов и примененные методы проведения исследовательских работ.

2.2. Исследование структурообразования бетона в период его твердения в зоне стабилизирующей емкости виброформы.

2.3. Экспериментальное изучение характеристик защитного слоя бетона облицовки, блокирующего влагопотери в окружающую среду и деструктивные процессы в условиях прекращения ухода за бетоном.

Выводы по главе 2.

3. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ РЕЖИМОВ УСКОРЕННОГО

ТВЕРДЕНИЯ БЕТОНА ОБЛИЦОВОК ПРИ КОМБИНИРОВАННЫХ МЕТОДАХ ЭЛЕКТРО-ГЕЛИОТЕРМООБРАБОТКИ.

3.1. Модель расчета температуры и прочности бетона облицовки при комбинированных методах электрогелиотермообработки.

3.2. Определение температурного режима и прочности бетона при различных условиях комбинированного электро-радиационного воздействия.

Выводы по главе 3.

Общая характеристика диссертационной работы

Актуальность проблемы. Объемы водных и земельных ресурсов Марокко создают большие потенциальные возможности для интенсивного развития ирригационного строительства, в том числе при освоении участков земель Сахары.

Учитывая необходимость повышения технического уровня водохозяйственного строительства и степени его индустриализации все большую актуальность и перспективность приобретают вопросы организации возведения облицовок каналов из монолитного бетона механизированными комплексами.

Качественно выполненные монолитные бетонные облицовки надежны в эксплуатации, имеют высокую пропускную способность и эффективны в борьбе с потерями на фильтрацию.

Перечисленные преимущества монолитных облицовок каналов и их долговечность во многом определяются правильным учетом воздействия сухого жаркого климата Марокко на технологию бетонных работ и формирование основных технических свойств применяемого бетона.

В настоящее время мировая практика производства бетонных работ в условиях сухого жаркого климата показывает на перспективность без-влажностных способов ухода за бетоном, в том числе с прямым использо-4 ванием солнечной энергии.

Использование потока солнечной радиации естественной концентрации для ускорения твердения бетона за счет тепловой обработки обеспечивает существенное сокращение периода трудоемких операций по нейтрализации негативного действия сухой жаркой среды при гарантированном высоком качестве бетона.

В связи с этим разработка способов строительства монолитных облицовок механизированными бетоноукладочными комплексами с использованием солнечной энергий для сокращения трудоемкости работ становится одной из актуальных проблем.

Переход на применение механизированных скоростных бетоноукла-дочных комплексов не только увеличивает темп бетонирования, который влияет на рост фронта работ по уходу за бетоном, но и накладывает ряд ограничений на использование способов ускорения твердения бетона за счет солнечной энергии. Во-первых, из-за операции по затирке бетона не представляется возможным применение устройств, реализующих эти способы, в непосредственном контакте с бетоноукладчиком и, во-вторых, из-за необходимости сохранения требуемой маневренности ограничиваются габариты (длина) устройств для гелиотермообработки бетона.

Отмеченные особенности приводят к технологическим разрывам в общем цикле работ по укладке и уходу за бетоном при строительстве монолитных облицовок каналов и требуют применения дополнительных приемов для стабилизации темпов работ независимо от солнечного радиационного режима.

Поэтому в основу работы был положен поиск рационального сочетания технологических приемов и тепловых факторов, обеспечивающих качественное и эффективное строительство гидротехнических сооружений мелиоративных систем при минимальных затратах материалов и энергетических ресурсов.

Цель диссертационной работы, основной целью диссертационной работы является разработка интенсивной технологии устройства монолитных облицовок каналов на основе использования верхнего слоя облицовки в качестве защиты нижних слоев конструкций с учетом климатических факторов сухого жаркого климата. В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

- установить условия интенсификации устройства монолитных облицовок средних и магистральных каналов на основе использования верхнего слоя облицовки в качестве защиты нижних слоев конструкций от негативных воздействий факторов сухого жаркого климата с введением пластифицирующих добавок с целью обеспечения требуемой прочности бетонной смеси с экономией цемента и образования единой монолитной конструкции и одновременной интенсификацией твердения гидротехнического бетона за счет солнечной энергии;

- определить возможность сокращения периода ухода за бетоном за счет использования верхнего слоя облицовки в качестве защиты нижних слоев конструкций на основе рационального сочетания технологических приемов и тепловых факторов, обеспечивающих качественное и эффективное строительство гидротехнических сооружений мелиоративных систем при минимальных затратах материалов и энергетических ресурсов;

- определить критическую прочность гидротехнического бетона относительно влагопотерь при условиях защиты верхним слоем облицовки от обезвоживания нижних слоев конструкций;

- с учетом комплексного влияния негативных факторов климата Королевства Марокко, установить период возможного прекращения ухода за гидротехническим бетоном при достижений им критической прочности относительно влагопотерь только в верхнем слое монолитной облицовки;

- изучить параметры интенсификации твердения бетона за счет использования солнечной энергии при строительстве монолитных бетонных противофильтрационных облицовок каналов;

- исследовать соответствие бетона облицовки требованиям по характеристикам термостойкости и водонепроницаемости при предлагаемой технологии при строительстве монолитных противофильтрационных одежд каналов;

- разработать технические рекомендации по сокращению периода ухода за свежеуложенным бетоном;

- установить технико-экономические показатели и разработать рекомендации по технологии механизированного строительства монолитных противофильтрационных облицовок каналов с учетом климата Королевства Марокко.

Научная новизна работы:

- теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность сокращения периода ухода за бетоном при строительстве гидромелиоративных сооружений в условиях Королевства Марокко за счет использования верхнего слоя облицовки в качестве защиты нижних слоев конструкций от негативных воздействий факторов сухого жаркого климата, с введением пластифицирующих добавок с целью уменьшения значения критической прочности верхнего слоя бетона относительно влагопо-терь за счет использования солнечной энергии и интенсификации твердения гидротехнического бетона;

- опытным путем установлено значение критической прочности гидротехнического бетона относительно влагопотерь верхнего слоя облицовки и экспериментально определены условия образования единой монолитной конструкции с требуемыми для сооружений водоизоляционного назначения характеристиками;

- с учетом комплексного влияния негативных факторов климата Королевства Марокко установлен период возможного прекращения ухода за гидротехническим бетоном при достижении им критической прочности относительно влагопотерь только в верхнем слое монолитной облицовки;

- для рекомендуемой технологии строительства монолитных облицовок каналов установлено соответствие бетона требованиям по прочности, морозостойкости и водонепроницаемости.

Практическая ценность и реализация научной работы:

- опытно-промышленная апробация новой технологии устройства монолитных облицовок каналов была осуществлена на объекте строительства «ОТМ» в городе Аиюн, где опытная технология ухода за гидротехническим бетоном была реализована с использованием верхнего слоя облицовки канала в качестве защиты нижних слоев конструкций от обезвоживания с последующим их затвердения за счет солнечной энергии;

- по результатам исследований рекомендованая методика была передана инвестору для практического применения на полигонах и объектах гидротехнического и мелиоративного строительства;

- определены дифференцированные параметры ускорения твердения бетона облицовки откосов разной ориентации, обеспечивающие при комбинированном тепловом воздействии за счет солнечной и электрической энергий независимость темпов ведения работ от радиационного режима;

- разработаны рекомендации по устройству монолитных бетонных облицовок каналов при механизированном строительстве с использованием солнечной и электрической энергий для сокращения времени ухода за бетоном в условиях сухого жаркого климата Королевства Марокко;

- предложен способ обеспечения независимости темпов ведения бетонных работ от продолжительности ухода за бетоном при строительстве монолитных облицовок каналов с различной ориентацией относительно сторон света;

- для условий климата Королевства Марокко установлены допустимые оптимальные параметры технологических разрывов при уходе за бетоном с помощью устройств для гидроэлектротермообработки.

Апробация полученных результатов:

- достоверность научных результатов исследований обеспечены статистическими оценками ошибок эксперимента и вероятно-статической проверкой по критерию Фишера адекватности, статическим методом по ГОСТ 181 05-86, и информационной ценности построенных математических моделей с использованием взаимонезависимых методов определения структурно механических свойств исследуемых материалов и подтверждения экспериментальных данных результатами производственной проверки в условиях модульной оросительной системы (systerne d'irigation modulaire a trois dimonsion);

- основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на заседаниях кафедры Гидротехнических сооружений и кафедры Сельскохозяйственного строительства и архитектуры Московского государственного университета природообустройства в апреле 2000 года;

- апробация научных результатов обоснована положениями диссертационной работы, результаты исследования были опубликованы в материалах научной конференции Московского государственного университета природообустройства в 2000 году.

Структура и объем диссертации:

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка использованной литературы. Работа изложена на 131 страницах машинописного текста, иллюстрирована 28 рисунками и 20 таблицами. Список литературы содержит 93 наименований, в том числе 9 иностранных.

Выводы по главе 4

1. При выборе оптимальных параметров форсированного разогрева бетона кроме учета времени достижения критической прочности относительно влагопотерь в верхнем слое облицовки необходимо принимать во внимание условия набора бетоном требуемой прочности в зоне стабилизирующей опалубки, которая должна быть не менее 0,4 МПа.

2. Оценкой технико-экономических показателей установлены оптимальные варианты сочетания технологических приемов ухода за бетоном и параметров комбинированной электро-гелиотерм.ообработки облицовки.

Расчет удельных дополнительных затрат показал, что использование защитных пленкообразующих составов, позволяющих при одинаковых условиях использования по времени основного оборудования перейти к возможности достижения бетоном требуемой прочности не через сутки, а через двое суток, целесообразно в том случае, когда превышение температуры форсированного разогрева бетона должно быть более 20°С по сравнению с температурой разогрева бетона при нанесении пленкообразующего состава.

3. Разработаны рекомендации по технологии строительства монолитных облицовок каналов механизированными комплексами с использованием комбинированных методов электро-гелиотермообработки для ускорения твердения бетона в условиях климата Королевства Марокко.

Заключение

1. Разработана интенсивная технология строительства монолитных противофильтрационных бетонных облицовок мелиоративных каналов бе-тоноукладочными комплексами в условиях сухого жаркого климата на основе использования верхнего слоя облицовки в качестве защиты нижних слоев конструкций от негативных факторов сухого жаркого климата и интенсификации твердения гидротехнического бетона за счет солнечной энергии.

2. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность сокращения сроков строительства водохозяйственных сооружений и монолитных противофильтрационных бетонных облицовок мелиоративных каналов за счет использования верхнего слоя облицовки в качестве защиты нижних слоев конструкций с введением пластифицирующих добавок с последующей интенсификацией твердения гидротехнического бетона за счет солнечной энергии.

3. Комплексным исследованием установлено, что критическая относительность влагопотерь прочность верхнего слоя монолитной облицовки должна составлять 64-65% 1128 независимо от типа пластификатора и при введении воздухововлекающей добавки в количестве 0.012% от веса цемента.

Применительно к устройству облицовок по предлагаемой технологии составлена математическая модель расчета температуры бетона в условиях применения комбинированных методов электро-гелиотермообра-ботки и с учетом ориентации элементов канала относительно стран света.

4. Для разных климатических условий строительства монолитных гидротехнических сооружений и производства сборных изделий водохозяйственного назначения получены закономерности изменений температуры и прочности гидротехнического бетона при интенсификации его твердения за счет солнечной энергии, определяющее продолжительности ухода за гидротехническим бетоном в условиях сухого жаркого климата.

5. Проведенными расчетами на ЭВМ режимов выдерживания бетона в условиях двух основных климатических зон королевства Марокко установлены температура разогрева бетона, условия применения защитных пленкообразующих составов и период и мощность включения дополнительного обогрева бетона в зоне прицепного светопрозрачного теплоизолирующего покрытия.

Показано, что технология производства работ определяется периодом укладки бетона в течении суток.

6. Изучением технических характеристик бетона на модернизированных установок лаборатории «Saint-Louie» определены предельные значения характеристики' бетона по термостойкости и водонепроницаемости.

Установлено, что при использовании в составе бетона пластификатора типа JICTM-2 количества добавки должно составлять 0.35% от веса цемента, а температура разогрева должна быть не ниже 60°С при введении в бетонную смесь суперпластификатора Е-34 дозировки добавки может быть в пределах 0.35-0.5% от веса цемента, а температура разогрева на уровне 40-60С

7. Предложен способ обеспечения независимости темпов ведения бетонных работ от продолжительности ухода за гидротехническим бетоном при устройстве монолитных противофильтрационных бетонных облицовок мелиоративных каналов с различной ориентацией относительно сторон света в условиях сухого жаркого климата.

8. Оценкой технико-экономических показателей для холодного периода года установлено рациональное сочетание технологических приемов ухода за бетоном и параметров его комбинированной гелиотермообработки.

Расчетом дополнительных затрат показано, что использование защитных пленкообразующих составов, позволяющих исключить уход за бетоном на 2 суток, целесообразно в том случае когда превышение температуры форсированного разогрева бетона должна быть более 20°С по сравнению с температурой разогрева бетона при нанесении пленкообразующего состава.

Разработаны рекомендации по технологии строительства монолитных облицовок каналов механизированными комплексами с использованием комбинированных методов электро- гелиотермообработки для ускорения твердения бетона в условиях климата Королевства Марокко.

1. Авакян А. Б., Салтанкин В. П., Шарапов В. А. Водохранилища. М.: Мысль, 1987. -326с.

2. Аварии и повреждения больших плотин / Н. С. Розанов, А. И. Царев, Л. П. Михайлов, И. Б. Соколов; Под общ. ред. А. А. Борового. М.: Энергоатомиздат, 1986. - 128 с. - (Проектирование и строительство больших плотин).

3. Алтунин B.C. Защитные покрытия оросительных каналов. М.: ВО Агропромиздат, 1988. - 160с.

4. Бочаров В. В. Уплотнения затворов гидротехнических сооружений. -М.: Транспорт, 1972. 182 с.

5. Бужевич Г.А. Испарение воды из бетона //Тр.НИИЖБ. М., 1957. -Вып.1. - С. 14-30.

6. Вахитов М.М., Эгамбердиев М.С., Шифрин С.А. Особенности радиационного нагрева бетона монолитных конструкций, контактирующих с грунтом // Бетоны для специальных сооружений. М.: ВНИПИТеп-лопроект, 1988 - С.96-99.

7. Воропаев Г. В., Ниязов Б. С. Ирригация в некоторых странах мира. Алма-Ата, "Кайнар", 1970. 130 с.

8. Гибкие берегоукрепления с геотекстилем: Материалы Международной конференции, организованной институтом гражданских инженеров (Лондон, 1984) / Под ред. Э. Р. Гольдина. -М.:Транспорт, 1988.184 с.

9. Гидравлические расчеты водосбросных гидротехнических сооружений: Справочное пособие. М.: Энергоатомиздат, 1988. - 624 с.

10. Гидротехнические сооружения /И. П. Розанов, Я. В. Бочкарев, В. С. Лапшенков и др.: Подред. Н.П. Розанова. -М.: Агропромиздат, 1985. -432 с.

11. Гидротехнические сооружения/Г. В. Железняков, Ю. В. Ибад-заде, П. Л. Иванов и др.: Под общ. ред. В. П. Недриги. -М.:Стройиздат,1983.-544 с.

12. Дмитриев A.C., Темкин Е.С. Образование усадочных трещин в железобетонных конструкциях в условиях жаркого климата // Технология бетонных работ в условиях сухого жаркого климата. М.: НИИЖБ, Госстрой СССР, 1979. - С.32-36.

13. Заседателев И.Б. Пути оптимизации методов и режимов теплового воздействия на твердеющей бетон // Строительство и архитектура Узбекистана. 1980. - № 8. - С.5-9.

14. Заседателев И.Б., Богачев Е.И. Обоснование отказа от влажностного ухода за бетоном монолитных сооружений // Строительство и архитектура Узбекистана, 1977. № 2. - С.30-34.

15. Заседателев И.Б., Малинский E.H., Козлов А.Д. Новые аспекты технологии монолитного бетона при строительстве протяжных конструкций и сооружений // Технология бетонных работ в условиях сухого жаркого климата. М.: НИИЖБ, 1979. - С.41-52.

16. Заседателев И.Б., Малинский E.H., Темкин Е.С. Гелиотермообработка сборного железобетона. М.: Стройиздат, 1990 - С.312.

17. Заседателев И.Б., Шифрин С.А. Особенности процессов тепло- и мас-сообмена бетона и критическая прочность его в изделиях при ранней распалубке // Условия и способы ранней распалубки железобетонных изделий. Фрунзе: ФПИ, 1988. - С.3-13.

18. Заседателев И.Б., Шифрин С.А. Реологические характеристики цементных растворов в нестационарных условиях твердения. М.: ВНИИС Госстроя СССР, 1980. - Вып 2. - С.2.

19. Исаченко B.JL, Осипова В.А., Сукомел A.C. теплопередача. М.: Энергия, 1975.-С.488.

20. Кавешников И. Т. Эксплуатация и ремонт гидротехнических сооружений. М.: Агропромиздат, 1989. - 272 с.

21. Канцепальский Н.С., Тлекль Ф.Л., Рапопорт К.В. Долговечность бетона в условиях сухого жаркого климата. Ташкент, 1967. - С. 135.

22. Коган Е. А., Ульянова Е. А., Сикачев К. Г. Деформационные и прочностные характеристики укатанного бетона: Экспресс-информация "Гидроэлектростанции, гидротехническое строительство". М., 1990. -Вып. 3-4. 1840.

23. Короткое С.Н. Влияние сухого жаркого климата на деформации компонентов бетона, его структуру и основные свойства// Строительство и архитектурна Узбекистана, 1974. № 4. - С. 4-7.

24. Корчевский В. Ф., Петров Г. Н. Проектирование и исследование взры-вонабросных плотин М.: Энергоатомиздат, 1989. 172 с.

25. Крылов Б.А., и др. Водо-дисперсные пленкообразующие составы для бетонов в условиях сухого жаркого климата // Бетон и железобетон. -1992.-№6.-С.15-17.

26. Крылов Б.А., Ли А.И. Твердение бетона за счет электротермообработки при возведении монолитных конструкций в южных районах страны // Матер. 1 Всесоюзн.коорд. совещ. По проблеме

27. Крылов Б.А., Ли А.И. Форсированный электроразогрев бетона. М.: Стройиздат, 1975. - С. 160.

28. Крылов Б.А., Ли А.И. Электротермообработка бетона при возведении монолитных конструкций в районах с сухим жарким климатом // Технология бетонных работ в условиях сухого жаркого климата. М.: НИИЖБ, 1979. - С.52-58.

29. Крылов Б.А., Расулов А.Х., Акбаров М.О. Использование солнечной энергии при производстве монолитных железобетонных конструкций // Тез. Докл.Републ. научно-техн.конф. Ташкент: ТашПи, 1989. -С.129.

30. Малинский E.H., Орозбеков М.О. Комбинированная гелиотермообра-ботка железобетонных изделий при круглогодичной эксплуатации полигонов // Энергосберегающие методы ускорения твердения монолитного и сборного железобетона. М.: НИИЖБ, 1986. - С.11-27.

31. Мартенсон В. Я. Некоторые тенденции развития затворостроения за рубежом // Гидротехническое строительство. 1983.11°10. С. 20.22.

32. Мелиорация и водное хозяйство. 2. Строительство. Справочник/под ред. Л.Балаева/ М.: Колос, 1984. - С.344.

33. Мелиорация и водное хозяйство: 4: Сооружения: Справочник/Под ред. П.А. Полад-заде. М.: Агропромиздат, 1987. - 464 с.

34. Мерзук Л. Оптимизация технологических параметров строительства бетонных мелиоративных сооружений с учетом климатических условий Марокко: Дисс. . .к.т.н. М.: МГМИ, 1992. - С.143.

35. Механизация облицовки каналов монолитным бетоном и строительство закрытого дренажа в ФРГ. М.: ЦБНТИ Минводхоза СССР, 1970. - Обзорная информация №1. - 173с.

36. Миронов С.А, Малинский E.H., Невакшенов А.Н. Влияние состава бетона на его пластическую усадку в условиях сухого жаркого климата // Строительство и архитектура Узбекистана. 1975. - № 9. - С.2-5.

37. Миронов С.А., Малинский E.H. Основы технологии бетона в условиях сухого жаркого климата. М.: Стройиздат, 1989. - 144 с.

38. Миронов С.А., Малинский E.H., Малинина JI.H. О продолжении начального ухода за свежеуложенным бетоном в условиях сухого жаркого климата // Строительство и архитектура Узбекистана, 1970. №3. - С.4-10.

39. Миронов С.А., Малинский E.H., Невакшенов А.Н. Влияние пластической усадки бетона на его структуру и свойства. М.: Бетон и железобетон, 1979. - №4. - С.24-26.

40. Недрига В. П. Инженерная защита подземных вод от загрязнения промышленными стоками. М.: Стройиздат, 1976. - 236 с.44. подгорнов Н.И. Использование солнечной энергии при изготовлении бетонных изделий. М.: Стройиздат. 1989. - 144 с.

41. Полонскии Г.А. Механическое оборудование гидротехнических сооружений. М.: Энергоиздат, 1982. 352 с.

42. Полонский Г. А. Глубинные затворы гидротехнических сооружений. -М.: Энергия. 1978. - 178 с.

43. Пунагин В.Н. Бетон и бетонные работы в условиях сухого жаркого климата. Ташкент. 1974. - С.244.

44. Расулов А.Х. Гелиотермообработки монолитных железобетонных конструкций при круглосуточном цикле их изготовления // Расчет, конструирование и технология изготовления бетонных и железобетонных изделий. М.: НИИЖБ, 1990. - С. 113-116.

45. Рекомендации по компоновке затворных камер и расчетам гидротехнических воздействий потока на плоские, сегментные и дисковые затворы гидротехнических сооружений. (П 84-79) Д.: ВНИИГ, 1982. -144 с.

46. Рекомендации по наблюдениям за напряженно-деформированным состоянием бетонных плотин. (П 100-81). Л.: ВНИИГ, 1982. - 144 с.

47. Рекомендации по применению укатанных бетонов в гидротехническом строительстве. (П 25-85). Л.: ВИНИТ, 1985. - 38 с.

48. Розанов Н. П. Гидравлические расчеты водопропускных труб. М.: РИО МГМИ, 1979. - 68 с.

49. Розанов Н.П., Румянцев И.С. Корюкин Г.М. Кавешников Н.Т., Каве-шеников А.Т., Букреев В.П., Попов М.А.: Особенности проектирования и строительства гидротехнических сооружений в условиях жаркого климата.

50. Рубин В.М. Технология строительства монолитных бетонных облицовок каналов оросительных систем в зимних условиях: Дисс. . к.т.н. -М.: МГМИ, 1983.-С.217.

51. Руководсво по бетону.- М.-Л.: Энергетическое издательство, 1958. -439 с.

52. Руководство по методике определения активности цемента и прочности бетона в раннем возрасте при возведении высотных железобетонных сооружений в скользящей и подъемно переставной опалубке. -М.: ВНИПИТеплопроект, 1974. -С.12.

53. Руководство по натурным наблюдениям за деформациями гидромеханических сооружений и их оснований геодезическими методами. (П-648). М.: Энергия, 1980. - 197 с.

54. Руководство по применению полимерных пленок для ухода за твердеющим бетоном в условиях сухого жаркого климата. М.: НИИЖБ, 1981.-С.16.

55. Руководство по производству бетонных работ в условиях сухого жаркого климата. М.: НИИЖБ, 1977. - С.80.

56. Руководство по производству бетонных работ. М.: НИИЖБ, 1975. -С.320.

57. Руководство по электротермообработке бетона. М.: Стройиздат, 1974.-С.255.

58. Румянцев И. С., Мацея В. Ф. Гидротехнические сооружения. М.: Arpo- промиздат, 1988. - 430 с.

59. Рыбасов В.П., Быков И.В. Гелиотермообработка железобетона с применением пленкообразующих составов // Бетон и железобетон. 1988. - № 5. - С.22-23.

60. Синяков В.К., Павлов JI.C. Поточно скоростная технология и обеспечение качества строительства монолитных бетонных облицовок оросительных каналов. - М.: Обзорная информация ЦБНТИ Минвод-хозяйства СССР, 1980. - №5. - 59 с.

61. Складнев М. Ф., Рубинштейн Г. JI., Швайнштейн А. М. Пропуск расходов воды через плотины и гашение энергии в нижнем бьефе / Под ред. А. А. Борового М.: Энергоиздат, 1981. - 112 с. (Проектирование и строительство больших плотин; Вып. 5).

62. Слисский С.М. Гидравлические расчеты высоконапорных гидротехнических сооружений. М.: Энергоатомиздат, 1986. - 304 с.

63. Справочник по строительству на вечномерзлых грунтах. М.: Стройиздат, 1977.-С.552.

64. Степанов П.М., Овчаренко И. X., Захаров П. С. Гидротехнические противоэрозионные сооружения. М.: Колос, 1980. - 144 с.

65. Строительные нормы и правила. СниП 3.03.01-87. Несущие и ограждающие конструкции. М., 1988. - С. 192.

66. Строительство противофильтрационных пленочных экранов грунтовых сооружений. М.: 1982, 43 с. - (Сер. Гидроэлектростанции: Обзор, информ.; Вып. 3).

67. Судаков В. Б., Толкачев JI. А. Современные методы бетонирования высоких плотин. М.: Энергоатомиздат, 1988. - 314 с.

68. Тарасов Г.Ф., Крылов Б.А., Козлов А.Д. Бетонорование монолитных покрытий полов и дорог с форсированным непрерывным электроразогревом в конструкции // Зимнее бетонирование и тепловая обработка бетона. М.: Стройиздат, 1975 - С. 133-143.

69. Технология бетонных работ в условиях сухого жаркого климата (октябрь, 1970 г.). Ташкент, 1974.

70. Технология сооружения арочных плотин непрерывно-конвейерным способом: Рекомендации по внедрению передового производственного опыта. М., 1989. - 46 с. - (Сер. Гидроэлектростанции / Минэнерго СССР; Вып. 7,8).

71. Топильский Г.В. и др. Применение вододиперсных пленкообразующих составов при обработке изделий в термоформах // Бетон и железобетон. 1922. - № 8. - С.6-8.

72. Тринкер Б.Д. и др. Подводное бетонирование свай в сочных оболочках в условиях крайнего Севера // Исследование специальных бетонов. -М.: ВНИПИТеплопроект, 1971. С.68-74.

73. Факторы, влияющие на регулирование русл рек: Вопрос 29, VIII Конгресс МКИД, Варна, Болгария, 1972. М.: ВНИИГиМ, 1984. - 356 с.

74. Худавердян В.М. К вопросу о вторичном твердении бетонов, высохших в раннем возрасте // Изв.АН Арм.ССР (сер. Технических наук). 1961. - T.XIY. - № 6. - С.39-52.

75. Ципенюк Н.Ф. Исследование свойств бетона и работы ж/б конструкций в условиях циклического воздействия повышенных температур: Автореф. Дисс. .канд.техн.наук. -М., 1967, НИИЖБ. С.23.

76. Швайнштейн А. М. Водосбросы зарубежных гидроузлов с высокими бетонными плотинами. М.: Энергия. Ленинградское отд-ние, 1973. -182 с.

77. Шифрин С.А. Роль процессов испарения влаги при гелиотермообра-ботке бетона // Бетон и железобетон. 1988. - № 5. - С.25-26.

78. Шифрин С.А., Ли А.И., Прохоров В.В. Непрерывный форсированный электроразогрев свежеуложенного бетона при строительстве монолитных облицовок каналов // Непрерывный электроразогрев бетонной смеси в строительстве. Д.: ЛИСИ, 1991. - С.46-48.

79. Элердашвили С. И. Гидрогеология и инженерная геология Ирака. -М.: Недра, 1973. 352 с.

80. Ясинецкий В.Г., Фенин Н.К. организация и технология гидромелиоративных работ. -М.: Колос, 1975. С.416.

81. Capderou M.Atlas solaire d'Algeril. O.P.U.: CASA, 1985. - T.2.

82. Hot weather concreting. ACI Committee 305/ ACI Gournal, August, 1977.

83. Recommended practical for hot weather concreting. ACI 305-72/ ACI Committee 305, 1972.

84. Daugherty Kenneth E, kawlerski miuon J use of admixtures in concrete planed at high temperatures transp. Pec.Rec, 1976. №564/

85. Khogali A, Ramaden M.R.I, Alit. Z.F.N, Faltan. y. Global and diffuse solar irradiance in Yemen polar energy 1983, rol 32, №1

86. Jeverelte F-solar, energy for breth curing. Vodern concrele 1978 №4/

87. Morris C.W. fawreche YHA. Mathematical model for predicting solar radiation/transaction 1969. Vol 175

88. Recemended practice for hot weather concreting ACI. 305-72. ACI. Com-miltee 305,1972.

89. Shelon R-Report in Behavior of concrete in hot climate Malenaux at con-stractive.