автореферат диссертации по строительству, 05.23.07, диссертация на тему:Теоретические и экспериментальные аспекты эффективной технологии бетона и бетонных работ при возведении плотин в условиях Севера

На правах рукописи

САДОВИЧ Марк Ашерович

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ АСПЕКТЫ ЭФФЕКТИВНОЙ ТЕХНОЛОГИИ БЕТОНА И БЕТОННЫХ РАБОТ ПРИ ВОЗВЕДЕНИИ ПЛОТИН В УСЛОВИЯХ СЕВЕРА

Специальность 05.23.07 Гидротехническое строительство

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук

Санкт - Петербург — 2006

Работа выполнена на кафедре «Технологии строительного производства» Братского государственного университета

Официальные оппоненты:

доктор технических наук Судаков В.Б

доктор технических наук, профессор . Белов В.В.

доктор технических наук, профессор Шангина H.H.

Ведущая организация — ОАО «Научно- исследовательский институт энергетических сооружений».

Защита состоится в ■¿^часов на заседа-

нии диссертационного совета Д 512.001.01 в ОАО «Всероссийский научно- исследовательский институт гидротехники им. Б.Е. Веденеева» по адресу: 195220, Санкт -Петербург, ул. Гжатская, 21. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОАО «ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева».

Автореферат разослан _

Учёный секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, старший научный сотрудник Г.В. Иванова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Процесс освоения гидроэнергетических ресурсов северной климатической зоны, начавшийся в середине пятидесятых годов XX века, будет сопровождаться сооружением крупных комплексов, значительную, часть которых составят плотины и другие гидротехнические сооружения из монолитного бетона. В этом плане исследование особенностей строительства и анализ накопленного опыта эксплуатации представляют актуальную и современную проблему, решение которой послужит базой для развития представлений об эффективной технологии бетона и бетонных работ при возведении плотин в условиях Севера. Из-за особо суровых климатических и природных условий, в которых возводились плотины, потребовалось создание новой технологии бетона и бетонных работ при производстве работ в сжатые сроки с высоким качеством. Такая специфика диктует необходимость отдельного изучения всех аспектов технологии бетона в условиях Севера.

В этом отношении каскад Ангарских ГЭС, от Иркутской до строящейся Богу-чанской, представляет собой своеобразную крупномасштабную лабораторию строительства бетонных плотин, сооружённых на различном технологическом уровне, с переносом строительства во всё более Северные регионы. Строительство плотин Ангарского каскада, которые были выбраны в качестве основной базы исследований, отражало технические достижения своего времени с мощными всплесками творческой активности учёных, строителей и проектировщиков. Так, Братская и Усть-Илимская ГЭС сооружались в период резкого подъёма экономики, что нашло отражение как в подходах к решению проблем строительства, так и в объёме исследований и новых решений в технологии бетонных работ. Такое сочетание практики и теории достаточно уникально и несомненно должно быть использовано при проведении обобщающих исследований, отражающих особенности строительства и, что очень важно, достаточно длительный опыт эксплуатации, позволяющий взглянуть на технологию строительства во всей её полноте с точки зрения конечного результата — долговечности бетона и, как следствие, надежности и безопасности гидротехнических сооружений в реальных условиях их работы.

Целью диссертационной работы является разработка основных теоретических положений эффективной технологии бетона и бетонных работ в условиях Севера с использованием экспериментально- расчётного метода оценки влияния комплекса наиболее значимых производственных, эксплуатационных и др. факторов на качество гидротехнического бетона в сооружениях.

Задачи исследований

1. Учитывая значительную протяжённость технологического процесса от заготовки заполнителей до укладки и твердения бетона в сооружениях, а также разнообразие возникающих в течение строительства сочетаний производственных, климатических и др. факторов, разработать наиболее полную математико-статистическую модель процесса с выделением значимых воздействий на качество бетона.

2. Проверить достоверность полученных количественных оценок влияния отдельных факторов и их технологических сочетаний.

3. Привести примеры решения технологических задач постановочного характера с целью прогноза эффективности рассматриваемой технологии с точки зрения качества бетона.

4. Решить задачу прогнозирования регулируемых параметров интенсивно протекающего процесса приготовления гидротехнического бетона. . ч , .5. Дать теоретическую и практическую оценку результатам наблюдений за состоянием бетона плотин в процессе эксплуатации с выделением мест концентрации разрушений и коррозии.

6. Обосновать специфику требований к гидротехническому бетону в условиях Севера, в частности необходимость назначения теплофизических характеристик бетона, и провести исследования специальной технологии пенополистиролцементных бетонов, отвечающих указанным требованиям.

. 7.Установить основные правила проектирования технологии бетона и бетонных работ при возведении плотин в условиях северной климатической зоны.

Методическую базу исследований составили методы статистического анализа случайных величин и временных процессов, основные положения теории вероятностей, принципы математического моделирования процессов и планирования экспериментов, методические подходы к изучению влияния технологии на выходные параметры продукции.

Достоверность научных положений обеспечивается сравнением расчётных и определённых экспериментальным путём параметров с использованием статистических критериев, сопоставлением с результатами других исследований, корректным применением методологии исследований.

Научная новизна исследований заключается в следующем:

1. Впервые' исследована вся последовательность технологии бетонных работ на этапах от заготовки заполнителей до приготовления, укладки и твердения бетона . в конструкциях и сооружениях.

2. Разработаны . основные теоретические положения математико-статистической модели технологии монолитного массивного бетона, отражающей влияние ключевых производственных факторов на стабильность состава и свойств бетона, в рамках которой рассмотрены:

- метод расчёта стабильности гранулометрического состава смеси заполнителей с учётом влияния технологических факторов: точности сортирования и дозирования отдельных фракций;

- расчёт показателей колебания содержания составляющих бетона, обусловленных неточностью дозирования;

- метод расчёта водосодержания бетона, учитывающий особенности регулирования количества дозируемой воды;

- определение прогнозируемой стабильности свойств бетонной смеси и бетона для конкретной технологической реализации.

3. Проведена классификация интенсивно протекающего процесса приготовления гидротехнического бетона как случайного с переходами с одного стационарного уровня на другой и предложен соответствующий подход к прогнозированию регулируемых параметров.

4. С целью обеспечения оптимального температурно-влажностного режима твердения бетона в зимнее время предложено использование нагревательного изолированного провода в качестве управляемого периферийного прогрева бетонных конструкций,

5. Обоснована целесообразность нормирования теплофизических характеристик бетона наружной зоны плотин.

6. Изучены технологические особенности приготовления и укладки пенополи-стиролбетона в монолитных конструкциях. -

7. Установлена связь между состоянием бетона плотин и температурно-влажностными условиями среды, эксплутационными воздействиями и др. факторами и дана оценка эффективности использованных технологических решений с точки зрения долговечности бетона и надежности сооружений в условиях Севера.

8. Исследован химизм коррозионных процессов в местах сосредоточенной фильтрации в напорном фронте плотин.

Практическая и научная значимость. Проведенные исследования имеют научно - практическую направленность, которая нашла конкретное выражение в следующем:

1. Предложены и внедрены новые технологические решения, соответствующие специфике строительства в северной климатической зоне, в том числе: модернизированная зимняя сухая сортировка заполнителей; методы обеспечения стабильности зернового состава заполнителей, используемых для приготовления бетона; новая технологическая схема приготовления бетона, адаптированная к суровым климатическим условиям; активный управляемый периферийный электропрогрев при выдерживании бетона; технология .приготовления и укладки монолитного пенополи-стиролбепона; комплекс мероприятий по регулированию температуры бетонной смеси и бетона;

2. Проведён анализ влияния ключевых производственных факторов, присутствующих в различных технологических реализациях,' на примере технологий, использованных при строительстве бетонных плотин Ангарского каскада:

- влияние точности сортирования на границах фракций, транспортных операций и точности дозирования отдельных фракций заполнителей на изменчивость зернового состава смеси заполнителей в бетоне;

- неточности дозирования составляющих бетона на стабильность состава бетона;

- технологические причины и последствия нестабильности влажности заполнителей;

- эффективность регулирования количества дозируемой воды;

- усредняющее влияние процесса перемешивания бетонной смеси;

- предложены уточнённые критерии успешного использования зимней сортировки заполнителей;

- разработаны и обоснованы рекомендации по регулированию температуры бетонной смеси в процессе её приготовления.

3. Расширенны возможности основного метода зимнего бетонирования - метода термоса — в результате использования активного управляемого периферийного или местного подогрева конструкций нагревательным изолированным проводом,что позволило гарантировать высокое качество бетона и дало возможность управлять термонапряжённым состоянием массивных конструкций.

4.Практические результаты исследования технологии пенополисгиролцемент-ного бетона нашли своё отражение в следующем:

-в возможности использования виброуплотнения;

- в регламентации процесса приготовления и транспорта;

- в получении общих зависимостей, позволяющих прогнозировать прочность и плотность пенополисгиролбетона.

5. Обследование состояния бетона плотин с различной продолжительностью эксплуатации в условиях Севера позволили получить следующие оценки, имеющие практическое значение:

- создана база данных для анализа влияния технологии строительного периода на долговечность бетона плотин и, в результате, определены наиболее значимые технологические факторы;

- эксплуатационные и природно-климатические воздействия сосредоточены непосредственно в контактном слое бетона наружных поверхностей низовых и напорных граней, зоны переменного уровня воды в верхнем и нижнем бьефе, фильтрующих трещин, водосливной поверхности и др.;

- на долговечность бетона наружных зон плотин большое влияние оказывает темпе-ратурно-влажностный характер внешней среды, под влиянием которой могут протекать как конструктивные, так и деструктивные процессы в бетоне;

- конструктивные процессы, сопровождаемые ростом прочности, характерны для подводного бетона и бетона низовых граней относительно "молодых" плотин;

- наиболее ярко деструктивные процессы с характерными трещинами и разрушением на глубину до 30 см протекают в бетоне зоны переменного уровня воды в Н.Б., для которой характерно уникальное сочетание водонасыщения и глубокого замораживания;

- с поверхности постоянно фильтрующих трещин выносятся водорастворимые соединения, что повышает пористость цементного камня на контакте с фильтратом и способствует развитию процесса коррозии.

6. По результатам обследований установлены отдельные участки плотин, нуждающиеся в ремонте.

Личный вклад автора состоит:

- в разработке методологии оценки влияния технологии бетона и бетонных работ на эксплуатационную надежность бетонных плотин на основе обобщения результатов исследований;

- в получении количественных оценок эффективности различных производственных факторов и их технологических сочетаний на формирование основных свойств массивного гидротехнического бетона в строительный период возведения плотин;

- в предложении осуществлять электротермообработку бетона при зимнем бетонировании блоков плотин, с использованием управляемого прогрева нагревательным изолированным проводом любой требуемой продолжительности и интенсивности;

- в оценке состояния различных зон плотин, включая места сосредоточенной фильтрации, после длительной эксплуатации в условиях Севера;

- в изучении особенностей коррозионных процессов, протекающих в местах сосредоточенной фильтрации по трещинам и другим дефектам в напорном фронте;

- в исследовании технологии монолитного пенополистиролбетона;

- во внедрении результатов многолетних исследований в практику возведения плотин в условиях Севера.

Автор выражает глубокую признательность д.т.н. Трапезникову Л.П., д.т.н. Храпкову А.А., к.т.н. Гинзбург С.М., к.т.н. Дурчевой В.Н., к.т.н Ивановой Т.В, к.х.н. Синегибской АД., к.геол-мин.н. Глебову М.П. и др. сотрудникам ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева и Братского государственного университета .за ценные советы и сотрудничество в процессе выполнения диссертационной работы.

Внедрение результатов исследований. Наиболее существенные результаты от внедрения научных разработок в области технологии гидротехнического бетона и бетонных работ представляет следующий перечень:

1. Модернизированная зимняя сухая сортировка песчаногравийной смеси на строительстве Усть- Илимской и Богучанской ГЭС.

2. Технология приготовления гидротехнического бетона, основные положения которой были отработаны и реализованы на бетонном заводе Усть - Илимской ГЭС в условиях продолжительного зимнего периода с температурой воздуха до-40^-45 °С. Технологические особенности \ ...'::

- возможность использования заполнителей летней (с промывкой) и зимней (сухой) сортировки;

- контрольное грохочение песка;

- контактная схема подогрева песка и гравия на закрытом силосном складе;

- расширенное отделение химических добавок;

- оригинальная система автоматического дозирования составляющих с регистрацией отдозированной массы.

3. Использование Усть -Илимского опыта при проектировании завода по выпуску гидротехнического бетона для Богучанской ГЭС.

4. Технология зимнего бетонирования с использованием активного управляемого периферийного подогрева на строительстве Усть -Илимской ГЭС, Харанорской ГРЭС (для монолитных фундаментов турбоагрегатов).

5. Система контроля качества, охватывающая технологический процесс от заготовки песчаногравийной смеси до выдерживания бетона, на строительстве Усть -Илимской, Богучанской и в порядке обмена опытом на строительстве Токтогуль-ской и Саяно-Шушенской ГЭС.

6. Основные положения технологии гидротехнического бетона при возведении Усть-Илимской, Богучанской ГЭС (совместно с НИ С Гидропроекта) и обоснованное снижение удельного расхода цемента по мере повышения технологической дисциплины на строительной площадке.

7. Мониторинг состояния бетонных плотин по результатам периодических обследований и систематических многолетних наблюдений с выделением участков, нуждающихся в ремонте, на Братской и Усть - Илимской плотинах.

8. Результаты исследований были использованы при составлении ведомственных и общеотраслевых нормативных документов: ТУ Братскгэсстроя на гидротехнический цемент для Братской, Усть -Илимской и Богучанской ГЭС, ТУ Братскгэсстроя на зимние бетонные работы, Критерии балльной оценки качества бетонных работ, ТУ на намыв песчаногравийной смеси из Ангарских месторождений, ВСН 009-67, ВСН 31-83.

9. Результаты исследований используются в Братском государственном университете: в учебном процессе при чтении лекций, в дипломных работах и магистерских диссертациях.

Апробация работы. Содержание и результаты исследований докладывались на Международном симпозиуме по зимнему бетонированию (Москва, 1975); Международном симпозиуме по полимербетонам (Москва, 1992); Международном конгрессе "Challenges of Concrete Construction" Dundy, Scotland, 2002; на международных конференциях в г. Белгороде 1993; Томске 1995; Пензе 1998, 2001; Москве 1998, 1999; St- Malo, France, 2003; на II Всероссийской международной конферен-

ции по бетону и железобетону, г. Москва, 2005 г; на седьмых академических чтениях РААСН (Белгород 2001); на всесоюзных научно-технических совещаниях Красноярск 1976, Иркутск 1985; на координационных совещаниях по гидротехническому бетону 1968-1983 гг.; на расширенном заседании научно-технического совета ГОУ ВПО «БрГУ» от 30 мая 2006 г. На защиту выносятся:

- основные положения математике — статистической модели технологического процесса приготовления бетона, включая термообработку компонентов в зимних условиях;

- методология оценки влияния производственных факторов на свойства бетона в строительный период возведения плотин;

- модернизация зимнего бетонирования по методу «термоса»;

- методология оценки влияния эксплуатационных факторов на долговечность бетона Северных плотин, включая представления о коррозии бетона в местах сосредоточенной фильтрации;

- метод расчёта состава смеси зернистых материалов - заполнителей с учётом изменчивости зернового состава и точности дозирования смешиваемых фракций;

- количественные критерии эффективности отдельных производственных факторов;

- основные положения технологии монолитного пенополистиролбетона.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 47 работ, в том числе статей-15, докладов — 26, учебных пособий — 2, монографий — 1, патентов — 3. Публикации в рекомендуемых ВАК изданиях — 7.

Объём и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы (245 наименований), содержит 325 страниц текста, включая 84 рисунка, 81 таблицу, 27 страниц списка литературы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность диссертационной работы, сформулирована цель исследований и дана краткая характеристика содержания отдельных разделов — глав.

В первой главе рассмотрено развитие представлений о влиянии технологии и условий эксплуатации на стойкость бетона плотин по результатам исследований в хронологической последовательности.

Уже в первых исследованиях, посвящённых изучению качества гидротехнического бетона, была отмечена нестабильность его свойств: прочности, объёмной массы, модуля упругости и др. Отмечавшиеся значительные разбросы (вариации) основных параметров настораживали проектировщиков и строителей и, как следствие, из опасений за надёжность сооружений на строительствах назначались и обеспечивались запасы по прочности, водонепроницаемости и др. показателям.

В работах Стольникова В.В., Цулукидзе П.П., Литвиновой P.E., Алексеева К.В. Бертова В.М, Гершановича ГЛ., Гинзбурга Ц.Г., Гаркуна Л.М.,Осипова А.Д., Епифанова А.П., Марчука А.Н., Судакова В.Б., Толкачёва Л.А., Семенёнка С.Н., Затвор-ницкой Т.А., Шаркунова C.B. приводятся данные по оценке качества гидротехнического бетона крупных плотин по результатам определения кубиковой прочности при сжатии образцов, изготовленных из заводской бетонной смеси, и по результатам ис-

питания кернов, выбуренных из готовых конструкций. Прочность на сжатие при этом рассматривается как один из наиболее приемлемых параметров для оценки однородности бетона, а в качестве критерия однородности принимается коэффициент вариации прочности, который используется также для характеристики качественного уровня технологии приготовления гидротехнического бетона конкретного строительства.

Наличие двух основных мест отбора проб или образцов (бетонный завод, готовая конструкция) определяет комплекс производственных факторов, оказывающих влияние на изучаемые показатели бетона. В первом случае — это факторы, связанные с процессом приготовления бетонной смеси, во втором — накладывается дополнительное влияние процессов укладки и твердения бетона в конструкции.

Непосредственному влиянию производственных факторов на качество бетона и его составляющих посвященны работы Будештского Р.И., Вознесенского В.А., Горохова В.В., Гершановича ГЛ., Гаркуна J1.M., Дорфа В.А., Кудякова А.И., Судакова В.Б., Семенёнка С.Н., Тиллеса P.C., Толкачёва JT.A., Хаютина Ю.Г., Цулукидзе П.П. и др.

Из рассмотренных работ видно, что анализ влияния технологии на прочность бетона, сводится к разложению дисперсии прочности на составляющие, обусловленные изменчивостью значимо влияющих факторов. К наиболее существенным факторам можно отнести переменную активность цемента, комплекс факторов, относящихся к методике определения прочности, комплекс производственных факторов, приводящих к колебаниям цементоводного отношения в приготовленной на заводе бетонной смеси.

Ряд работ посвящен изучению изменчивости свойств бетона в зависимости от изменчивости свойств составляющих и некоторых технологических факторов. На основе методов активного планирования эксперимента были получены математические модели, описывающие совместное влияние рассмотренных факторов на выбранный параметр — отклик (как правило прочность бетона, жесткость и водопо-требность бетонной смеси). Новизна исследований заключалась в описании совместного влияния комплекса факторов на свойства бетона, результаты которого могут быть широко использованы при изучении технологии бетона.

В исследованиях Совалова И.Г., Хаютина Ю.Г., Левых Э.Б. использовались результаты пассивных производственных экспериментов по определению причин неоднородности прочности бетона. Для количественной оценки влияния отдельных технологических факторов авторы использовали методы аналитических группировок и парной корреляции.

Таким образом, в рассмотренных исследованиях можно выделить два основных подхода к изучению влияния технологии приготовления бетона на его основные свойства.

Первый подход заключается в построении моделей водопотребности и жёсткости бетонной смеси в зависимости от комплекса факторов, к которым относится изменчивость гранулометрии заполнителей и водопотребности цемента, колебания в содержании цемента, добавок и др. Изменчивость факторов, влияющих на водопо-требность бетонной смеси, изучается в заводской технологии, и последующие выводы о влиянии отдельных факторов, полученные из анализа построенных моделей, переносятся на заводские бетонные смеси.

Непосредственное изучение заводских бетонных смесей относится ко второму подходу. В этом случае при анализе причин изменения водосодержания, подвижности заводских бетонных смесей и прочности бетона обнаруживается, что наибольшее влияние оказывают факторы переменной влажности заполнителей. О влиянии изменчивости грануметрии и других факторов, обычно фигурирующих в моде-, лях водопотребности бетонных смесей, либо умалчивается, либо им даётся весьма приближённая оценка.

То обстоятельство, что в одних работах отмечается влияние гранулометрии заполнителей на изменчивость свойств бетонной смеси, а в других нет, свидетельствует о неоднозначности полученных оценок. В то же время технологический процесс заготовки, транспорта заполнителей и их дозирования, в сущности предназначенный для обеспечения однородной и оптимальной гранулометрии, является в гидротехническом строительстве одним из наиболее трудоёмких и включает огромный комплекс устройств и оборудования.

Важнейшей особенностью гидротехнического бетона является возможность длительного твердения в сооружении и высокие интенсивности бетонирования на строительстве крупных сооружений. Кроме того, дополнительные, кроме прочности, требования по морозостойкости и водонепроницаемости могут стать определяющими для высокоморозостойких и особо плотных бетонов.

Таким образом, возникает задача разработки метода оценки влияния комплекса производственных факторов на основные свойства бетонной смеси и бетона гидротехнического назначения.

Объём проведённых исследований бетона плотин с использованием результатов испытаний кернов относительно невелик. По существу, те же авторы, изучавшие особенности заводского бетона, в той или иной степени детализации проводили сравнения показателей бетона по результатам испытания контрольных лабораторных образцов и кернов, выбуренных из различных зон плотин, обычно в возрасте, приближенном к моменту сдачи сооружений в эксплуатацию. При этом имелось в виду, что керны содержат информацию о влиянии условий твердения бетона в конкретном сооружении.

При анализе влияния условий твердения бетона в плотине на первое место выходит температурно-влажностный режим, который формируется в строительный период. В этой связи выделяются плотины, сооружаемые в разных климатических зонах. Кроме влияния климата, температурно- влажностные условия твердеющего бетона зависят от принятой технологии возведения плотин и их конструктивных особенностей.

Для условий Севера, как в строительный так и, особенно, в эксплуатационный периоды характерно наличие зоны с отрицательной температурой бетона, которая появляется с наружной стороны плотин в течение зимнего сезона и меняется на положительную - летом. Гармонические колебания температуры наружных зон Северных плотин неизбежно влияют на формирование поровой структуры бетона (особенно наружных поверхностей) в связи с массопереносом при перепаде температур, на изменение прочности и др. показателей бетона. Кроме того, свойства замороженного бетона существенно отличаются от свойств бетона при положительной температуре.

Исследования Дурчевой ВЛ. в этом отношении представляют особенный интерес, т.к. они проведены в основном в натурных условиях на Северных плотинах.

Обнаружение в массивном бетоне плотин при замерзании деформаций не расширения, а напротив, дополнительной морозной усадки объясняется в ранних публикациях Дурчевой В.Н. обезвоживанием капиллярных пор и замерзанием воды в крупных порах в условиях , когда объём твёрдой фазы льда в основном не превышает полости пор.

Такое объяснение представляется наиболее обоснованным для массива, лишённого влагообмена с окружающей средой. С другой стороны, эффект морозной усадки достоверно доказывает наличие достаточного резерва воздушных пор, входящих в общую систему порового пространства. Если принять это предположение, то получает объяснение зависимость изменения коэффициента линейного расширения (КЛ.Р.) от прочности структурной составляющей бетона, способной воспринять возникающие внутренние напряжения от морозной усадки. Чем меньше прочность, тем более выражен эффект увеличения КЛ.Р., что и используется авторами для построения корреляционной связи «прочность — изменение КЛ.Р.»

Таким образом, главный вывод, который имеет прямое отношение к влиянию технологии на основные свойства бетона, состоит в том, что в массиве при отсутствии влагообмена с окружающей средой, т.е. при сохранении воды затворения, введённой в бетон при приготовлении, имеет место неполное водонасыщение порового пространства.

Вербецкнй Г.П. отмечает, что основным условием долговечности бетона на контакте с водной средой является его высокая плотность, при которой затрудняется проникание воды в его капиллярно- пористую систему. Трещины и шаы в напорном фронте плотин называют «воротами агрессии», по которым проникает под гидростатическим давлением вода из водохранилища. Автор рассматривает агрессивное воздействие природных пресных вод, включая слабоминерализованные, и уделяет особое внимание роли трещин как источников коррозии бетона напорного фронта.

Многочисленные примеры выщелачивания бетона плотин под воздействием мягких вод дают основание для выбора в качестве главного критерия стойкости бетона к данному виду агрессивного воздействия количество выносимой из цементного камня Са(ОН)г в расчёте на СаО.

Одним из важнейших критериев опасности сквозных трещин является временная динамика фильтрационных расходов, характеризовать которую можно по результатам натурных наблюдений. В результате исследований СЛ.Эйдельмана и В.Н.Дурчевой установлено, что сезонный (зимний) пиковый прирост фильтрационных расходов со стороны напорного столба Северных плотин объясняется особенностями статической работы, когда на постепенно промерзающей низовой грани раскрываются строительные и межстолбчатые швы и соответствующая часть профиля плотины исключается из работы, что в конечном счёте является причиной деформации (наклона) первого столба в сторону Н.Б. Раскрывающиеся при этом горизонтальные строительные швы или трещины в напорном столбе подпитывают фильтратом дренажные отверстия и в некоторых случаях начинают фильтровать в местах непосредственного выхода в смотровые галереи. Натурные замеры фильтрационных расходов приурочены именно к таким местам.

Таким образом, одной из задач настоящих исследований стало изучение особенностей коррозии бетона в процессе фильтрации по трещинам, с использованием результатов систематических натурных наблюдений на Братской и Усть - Илимской плотинах за химическим составом фильтрата и фильтрационными расходами.

. Совместное воздействие воздушной и водной среды, на наружные поверхности плотин проявляется на границе раздела сред в В.Б. и Н.Б.

Положительные температуры воды и воздуха в летний период сменяются на более сложный зимний режим, сочетающий понижение температуры воздуха до-45°С, ледяной покров в В.Б. и незамерзающий Н.Б. с температурой воды +2 +4 °С. К указанным особенностям добавляются колебания уровня воды, волнение на открытой воде и др. факторы.

Стольников В.В. предложил классификацию бетонов плотин в зависимости от характера воздействия водной среды:

1) бетон, подверженный постоянному воздействию воды (подводный);

2) бетон, подверженный систематическому переменному воздействию воды (зона переменного уровня)

3) бетон, подверженный эпизодическому воздействию воды (водосливные поверхности).

Попеременное замачивание и высыхание поверхности бетона при положительных температурах воды и воздуха не проходит бесследно для наружных слоев бетона, однако наиболее опасна по своим последствиям морозная атака, приуроченная к разделу сред, т.е. сочетающая замораживание с водонасыщением.

Возникающая в связи с этим необходимость обеспечения морозостойкости бетона представляет проблему, решению которой посвящены работы Баженова Ю.М., Горчакова ГЛ., Гинзбурга ЦТ., Миронова С.А., Капкина М.М., Кунцевича О.В., Москвина В.М., Подвального A.M., Скрамтаева Б.Г., Стольникова В.В., Суда-кова BJ3., Шестопёрова C.B. и др.

Большое влияние на развитие представлений о механизме морозного разрушения бетона оказали работы Powers Т.С.

Предложенное Шестопёровым C.B. нормирование минерального состава цементного клинкера для получения высокоморозостойких бетонов было реализовано на строительстве практически всех Северных плотин.

Стольников В.В. использовал в качестве обобщающей физической характеристики строения пор показатель интенсивности капиллярного всасывания, при уменьшении которого морозостойкость бетона повышается. В качестве мероприятий по уменьшению интенсивности капиллярного всасывания предлагается снижение В/Ц фактора, умеренные расходы цемента и введение воздухововлекающих ПАВ, в частности СНВ. Поры, образующиеся в результате воздухововлечения, которые принято относить к условно замкнутым, оказывают влияние на повышение морозостойкости бетона особенно эффективно в том случае, если они выполняют роль резервных пор.

Изучение эффективности использования различных типов ПАВ в морозостойких гидротехнических бетонах было продолжено и развито в целом ряде работ. Такие добавки, как JICT, СНВ и ЛХД, ПОК - 94 и др., использовались на строительствах Северных плотин в широких масштабах.

.Рассматривая влияние характера пористости на морозостойкость бетона, Горчаков В.И. отмечает связь между пористостью бетона и его морозостойкостью, кото-

рая существенно снижается по мере повышения капиллярной пористости. В качестве основных мероприятий по снижению капиллярной пористости предлагается снижение водопотребности — водосодержания бетона, умеренные расходы цемента при высокой степени его гидратации. Первое требование имеет прямое отношение к технологии бетона, имея в виду технологические факторы, влияющие на водосо-держание бетонной смеси.

В Северных плотинах в зоне переменного уровня в Н.Б. бетон находится в условиях, когда зона капиллярного подсоса максимально приближена к промороженному в жестокие морозы участку, что усугубляет рассмотренные процессы влагопере-носа. Отсутствие возможности моделирования таких условий в лаборатории может быть в какой-то мере компенсировано натурными наблюдениями на эксплуатируемых плотинах. Такая попытка предпринята в настоящей работе.

Морозостойкость бетона зависит от того, насколько сформировалась его структура под влиянием условий и продолжительности твердения в конструкции до момента перехода в режим эксплуатации. Существует прямая связь между технологией возведения плотин и постановкой сооружений в режим эксплуатации. Очевидно, что минимальный срок перехода конструкций в режим эксплуатации зависит, в свою очередь, от многих факторов. Большое значение приобретает в этом плане возможно более продолжительное сохранение опалубки на высокоморозостойких поверхностях.

Подводя итог рассмотрению проблемы морозостойкости, нельзя обойти вниманием основные аспекты феноменологической теории морозостойкости, в которой явления, протекающие на уровне поровой структуры, рассматриваются в качестве составной части общей модели процесса морозного разрушения.

В результате анализа развивающихся представлений о влиянии технологии и условий эксплуатации на формирование и изменение во времени основных свойств бетона возникает постановка задач, которые сформулированы в заключении первой главы.

Во второй главе приводятся основные положения математико — статистической модели технологии приготовления бетона.

Рассматривая комплекс факторов, влияющих на изменчивость свойств гидротехнического бетона, следует провести необходимое разделение на технологические и нетехнологические.

К нетехнологическим факторам, влияние которых на свойства бетона не зависит от технологического процесса на строительстве, можно отнести: свойства цемента (активность, водопотребность); свойства добавок (пластифицирующий и воз. духововлекающий эффекты); некоторые природные свойства заполнителей (водопо-глощение, форма зёрен); возраст бетона.

С целью установления влияния основного структурообразующего компонента — цемента на изменение прочности бетона была предложена и применена на строительстве Усть - Илимской ГЭС методика изготовления в лаборатории модельного бетона, которая заключалась в следующем. На пробах цемента, отбираемых непосредственно из дозаторов бетонного завода, готовились образцы лабораторного бетона проектного состава Временные ряды изменения прочности лабораторного бетона, так же как и заводского бетона, представляют случайный нестационарный нормально распределённый процесс. Аналогично заводскому бетону отмечается

дрейф среднемесячных значений, но при более стабильной и значительно меньшей, чем для заводского бетона, вариации вокруг средних.

Наличие однородных внутримесячных дисперсий прочности и соответствия между изменениями среднемесячной прочности заводского и лабораторного бетона позволяет сделать, предположение, что установившийся процесс приготовления бетона без резких изменений как со стороны качества составляющих бетон материалов, так и со стороны технологии может характеризоваться определённой средней величиной дисперсии прочности, которая как бы генерируется на кривую изменения среднемесячной прочности, обусловленную переменной активностью цемента.

При наличии временных рядов изменений прочности лабораторного бетона, приготовленного на пробах цемента, совмещенных по времени с приготовлением заводского бетона, разность между дисперсиями прочности заводского и лабораторного бетона может быть определена по известной формуле для дисперсии разности зависимых случайных величин:

Dxex«. = DM>. + Daev, - 2р-См- CT„U , (1)

где D3,,— дисперсия прочности заводского бетона;

Dt«,,. — дисперсия прочности, связанная в основном с производственными технологическими факторами, названная нами технологической;

D«.. — дисперсия прочности, обусловленная колебаниями активности цемента (лабораторного бетона);

р - оценка коэффициента корреляции между прочностью заводского и лабораторного бетона.

При отсутствии корреляции связь между указанными диперсиями будет

иметь вид:

D3M=D«XM.+ DU<:M (2)

Для рядов прочности Усть - Илимского заводского и лабораторного бетона величина коэффициента корреляции оказалась незначимой при доверительной вероятности р= 0,95, поэтому выделение дисперсии прочности,связанной с изменчивостью активности цемента, было проведено по формуле 2.

В результате дисперсия прочности бетона, обусловленная изменчивостью активности цемента, составила 30 % от общей дисперсии прочности бетона, остальная часть имеет прямое отношение к технологической составляющей общей дисперсии. прочности.

В связи с длительным твердением гидротехнического бетона в конструкциях гидротехнических сооружений возникает необходимость в определении влияния возраста на статистические параметры распределения прочности.

Статистическая обработка результатов испытаний Усть — Илимского бетона позволила установить регрессионные зависимости между прочностями в 7 и 28, 7 и 180 суток. В рассмотренном диапазоне изменения семисуточной прочности 30 + 150 кгс/см2регрессионная связь достаточно точно описывается уравнением типа

где И, - прочность в определённом (более позднем) возрасте I;

Ко — исходная прочность, полученная ускоренными испытаниями;

Кип - постоянные для конкретной зависимости (п < 1). Полученные степенные зависимости на участках, соответствующих отдельным маркам бетона, обладают очень малой нелинейностью, поэтому были определены для отдельных марок линейные адекватные уравнения регрессии, типа

Ц^К-Ъ+а. (4)

Автором получено выражение для коэффициента вариации прочности V, в возрасте I в зависимости от исходного в возрасте ^:

(5)

Полученные зависимости используются для выделения влияния рассмотренных нетехнологических факторов из общего комплекса факторов, влияющих на формирование свойств бетона плотин.

Из общей обширной группы факторов, влияющих на основные свойства бетонной смеси и бетона, можно выделить воздействия, источником которых являются производственные процессы или операции - так называемые производственные факторы. Одним из важнейших аспектов технологии гидротехнического бетона является формирование его вещественного состава, свойств, структуры и, как следствие, долговечности в процессе эксплуатации под влиянием обширного комплекса производственных факторов.

Добыча и обогащение заполнителей в условиях гидротехнического строительства является одной из основных составляющих процесса приготовления бетона. В исследованиях рассматривались различные показатели (параметры) качества заполнителей в зависимости от местных условий строительства и изучалось влияние тех или иных технологических приёмов на выбранные параметры. Можно считать установившимся мнение о том, что понятие стабильности качественных показателей является необходимым и обязательным критерием качества, т.к. отражает как эффективность технологии, так и её состояние в процессе производства.

Зерновой состав представляется п - мерной случайной величиной т- компонентной системы. Полная запись зернового состава может быть представлена матрицей (табл.1).

При расчёте состава смеси заполнителей необходим переход от понятия точности дозирования установленной нормы массы к точности содержания в смеси заполнителей.

Таблица 1- Многокомпонентная система зернового состава

Номера классов заполнителя Номера с >ракций ситового анализа Доля в смеси заполнителей (нормируемая)

1 2 3 1 п

1 Хц/Бп ХЦ/БЦ Хп/Яи Хц/Эц Х|п/81„.

2 Х22^22 Хгз^гз ... Хгп/Бгп Й2

3 Хл/Бз! Хзг/ви Хзз/Бзз ХЗ^З! Хз„/8з„ Из

...

] Хм/Эи х^/Эя ... Хт^,,

ш Хщ^щ] Хтг/ЗтЗ ХщЗ^щЗ ... Х^пУЗ^щ Хцщ/Зпт Цт

В смеси заполнителей Х,/8, Х2/32 Хз/вз ... Х/5, Х^/Эп

Обозначения: Ху - среднее содержание фракции 1 в классе заполнителя - среднеквадратическое отклонение величины х^; Х| - среднее содержание фракции 1 в смеси заполнителей; Б; - среднеквадратическое отклонение величины >ц; ^ - доля класса заполнителей] в смеси заполнителей, определяемая составом бетона.

Величины отдозированной массы по отношению к смеси заполнителей цдозд- _ будучи независимыми, обладают следующими свойствами:

- 2 Цдото может иметь любое значение, в том числе равное единице;

- Д (ХЦдозо) = Д Рдоз. 1 + Д Идоз. г + Д Цдм. 3 + • • • +Д Цдоз.ш •

В то же время величины содержания отдельных компонентов в смеси заполнителей являются взаимозависимыми, т.к. всегда (100%) и, следовательно, Д(2и)=0.

Для выполнения указанного условия переход от дозируемых величин к величинам содержания в смеси заполнителей осуществляется по формуле:

,, _ Идт

, (6)

где Цдог.)— отдозированная доля класса заполнителей ];

/у j - удельное содержание в смеси класса заполнителей Зерновой состав смеси заполнителей определится как произведение случайных величин Хщ и . Тогда зависимости для расчета состава смеси заполнителей с учетом точности дозирования будут иметь вид

где Б^™ - среднеквадратичное отклонение содержания

3 - класса в смеси заполнителей, обусловленное неточностью дозирования. Величина 'С^ид<м)2 отражает влияние точности дозирования на стабильность зернового состава смеси заполнителей.

Проверка зависимости (8) методом статистических испытаний Монте-Карло подтвердила её достоверность с достаточной точностью. Использование указанной зависимости открывает путь для расчётного решения технологических задач повышения стабильности зернового состава заполнителей для бетона.

Определение области существования п- мерной случайной величины с заданной доверительной вероятностью необходимо для оценки влияния стабильности зернового состава на свойства бетонной смеси и бетона. Для общепринятой доверительной вероятности 0,95 соответствующая область существования, в частности' трёхмерной случайной величины находится в границах АВСДЕР (рис. 1) при 1 = 2.5.

Рисунок 1 - Область существования трёхмерной случайной величины

Изучение влияния стабильности зернового состава заполнителей на свойства бетонной смеси и бетона предполагает постановку экспериментов с выполнением граничных условий (постоянная подвижность, расход цемента и др.). Моделирование зернового состава достигается изменением соотношения стандартных фракций.

Оценка влияния изменчивости зернового состава может быть обеспечена использованием математического плана типа симплексных решёток Шеффе "состав-свойство", когда свойством может быть, по существу, любой показатель бетонной смеси или бетона. Например, полученные адекватные математические модели для условий строительства Усть-Илимской ГЭС описывали область колебаний зернового состава, достаточную для оценки влияния таких конкретных производственных факторов, как сезон сортировки, работа узла контрольного грохочения (УКГ), точность дозирования и др.

Количественная оценка влияния нестабильности зернового состава заполнителя предполагает наложение области его существования на соответствующую общую зависимость свойства бетона от гранулометрии заполнителя (рис. 2).

а.)

X} - содержание фракции 1,25 +5,0 мм в смеси фракций Х2 -тоже фракции 0,315 + 1,25 мм Х| — то же фракции 0 +о,315 мм

- - область колебаний с доверительной вероятностью 95 % зернового состава

песка летней сортировки --- - область колебаний зернового состава песка зимней сортировки

Рисунок 2 — Линия уровня водопотребности (В/Ц — отношения) бетонной смеси и прочности бетона в возрасте 28 суток, (Ц = 240 кг/м3, ОК = 2 -ьЗ см)

Связь между точностью дозирования компонентов и стабильностью их содержания в единице объёма бетона требует уточнения.

С одной стороны, для независимых величин дозируемых компонентов

) = £>,"" + +.....+ £>,*" > (9)

1

где А//™)-дисперсия массы отдозированных компонентов бетонной смеси,

кг2;

Но поскольку с достаточной точностью р^ = const, то

D&MjU 0, j

где Mj - содержание компонентов в единице объёма бетона (кг/м').

(10)

Условие (7) выполняется, когда

Mf

"'-¿Г

(И)

где Mf" - отдозированная масса компонента j; Kj — коэффициент выхода бетона.

В свою очередь, К,м = и-, (12)

Рш.

где 2 М^" - сумма отдозированных компонентов (на замес);

Рбап - плотность бетонной смеси

(кг/м3).

Переход от отдозированной массы компонентов к содержанию в единице объёма бетона по методу статистических испытаний Монте-Карло с использованием зависимостей (11) и (12) позволил дать оценку нестабильности состава бетона, обусловленную различной неточностью дозирования составляющих. Необходимо отметить, что рассматриваемая связь неоднозначна, т.к. имеет место как компенсация так и ухудшение стабильности содержания в зависимости от относительной массы и точности дозирования компонента.

При отсутствии коррекции дозируемой массы на колебание влажности заполнителей точность дозирования последних из расчёта на массу сухого материала ухудшается. Статистические испытания показали, что увеличение среднеквадратическо-го отклонения влажности на 1 % приводит к ухудшению стабильности содержания отдельных фракций в смеси заполнителей в среднем на 10 %.

Некомпенсированная нестабильная влажность заполнителей непосредственно влияет на водосодержание бетонной смеси. В общем виде

»о^+о^+г г ог^-сгД, , (13)

где дисперсия водосодержания бетона, обусловленная колебанием

влажности заполнителей;

О^,- дисперсия влажности заполнителей;

О^, - дисперсия величины дозируемой воды;

т - коэффициент корреляции, отражающий эффективность регулирования дозируемой воды, при эффективном регулировании величина т приближается к (-1). Эффективное регулирование может быть обеспечено использованием достоверной оперативной информации о влажности заполнителей либо данных прогноза.

Предложенное автором представление о процессе дозирования воды, имеющее своей целью удержание подвижности бетонной смеси в заданных пределах, основано на результатах статистического анализа временных процессов (рядов) изменения факторов, существенно влияющих на водопотребность бетонной смеси. Указанный анализ позволил установить наличие стационарной составляющей, при которой количество дозируемой воды может оставаться постоянным, а регулирование должно быть сосредоточено на устранении последствий перехода факторов на новый уровень.

Предложенное в этой связи понятие дисперсий поглощения « регулирования составляет основу расчёта таких показателей как стабильность подвижности и водосодержания бетонной смеси для любых сочетаний факторов, присущих конкретным технологиям.

Общие дисперсии поглощения и водосодержания бетонной смеси, приготовленной в заводских условиях, содержат составляющие, соответствующие изложенным представлениям о взаимодействии влияющих факторов:

О™,. = +■••• +0|„п.. , (14)

где - дисперсии факторов, приведённые к единому

эквиваленту (л/м3).

В свою очередь в общем виде дисперсия водосодержан ия

^ = + (15)

где О^-диспфсии факторов по которым независимо регулируется водосодержание бетонной смеси; Е>погл- некомпенсированная регулированием дозируемой воды дисперсия поглощения по водосодержанию заполнителей, которая в реальных условиях является основной составляющей.

Полученные оценки дисперсии подвижности бетонной смеси, приготовленной в заводских условиях на строительстве Усть - Илимской ГЭС, на основе которых были рассчитаны колебания подвижности, достаточно точно совпали с результатами непосредственных замеров, что подтвердило работоспособность модели.

Дисперсия водосодержания бетона Ов используется для оценки дисперсии Ц/В фактора по формуле

■ ««

где Ц, В- среднее содержание цемента и воды;

— дисперсия, характеризующая колебание содержания цемента.

В свою очередь технологическая составляющая общей дисперсии прочности бетона может быть представлена в виде

Тс-Б^ + О^ , (17)

в

где К- линейный коэффициент регрессионной зависимости прочности от Ц/В фактора;

Одоб,—добавочная или остаточная дисперсия, отражающая стохастический характер связи. Таким образом, открывается возможность оценки технологической составляющей общей дисперсии прочности бетона, и в целом эффективности любой конкретной технологической реализации с точки зрения стабильности основных свойств бетонной смеси и бетона, что было подтверждено на примерах расчёта конкретных технологических сочетаний.

В главе третьей рассмотрено формирование температурно- влажностиых условий твердения бетона в процессе строительства и в период эксплуатации

Температурный фактор всегда, а в условиях Севера особенно, является одним из важнейших с точки зрения формирования всех основных свойств бетона: прочности, плотности, степени гидратации цемента, структуры пор цементного камня и др.

Известные климатические особенности Севера, умело использованные в технологии получения заполнителей путём промораживания речной песчаногравийной смеси до сыпучего состояния с последующей сортировкой, позволяют обеспечить надёжную, относительно равномерную круглогодичную работу бетоноукладочных комплексов.

Устранение последствий промораживания с помощью технологических приемов подогрева заполнителей в процессе зимнего приготовления бетона является, по существу, первым мероприятием по регулированию его температуры.

Расчёт температуры бетонной смеси базируется на уравнении теплового баланса из посылки равномерного распределения температур по объёму материала

, - 0.837(9,/, + <11*1 + <7ц'ц) + 4,187(Яв ~ 'г1г> 'л + 4,187(<,?,/, + 12д21г) 0,837(91 + 92 + 9з) + 4,1879я

где ¡1- влажность песка;

Я1 - удельный расход песка на 1 м3 бетона, кг;

^ - температура песка, °С ;

¡2 — влажность крупных заполнителей;

— расход крупных заполнителей на 1 м3 бетона, кг;

12 - температура крупных заполнителей, °С;

Я цД ц— соответствующие величины для цемента; —температура воды, °С;

Я. — общий (расчётный) расход воды на 1 м3 бетона, кг;

0.837 — удельная теплоёмкость песка, крупного заполнителя и цемента, КДж/кг • °С ;

4,187 — удельная теплоёмкость воды, КДж/кг • °С .

При наличии в заполнителях льда в расчётах следует учитывать скрытую теплоту плавления льда, равную 335 КДж/кг, поэтому соответствующая поправка на теплоёмкость льда в числителе формулы (16) будет иметь вид

+ я, (2.091Л- 335),

где Ял - удельное содержание льда, кг/м3;

^ - температура льда, °С;

2.09 -удельная теплоёмкость льда, КДж/кг • °С.

Несмотря на большую, по сравнению с остальными составляющими, теплоёмкость воды, влияние последней на температуру бетонной смеси выражается в (13-1.5) °С бетонной смеси на 10 С воды. Изменение на 10 С температуры песка или гравия приводит к соответствующему изменению на 3 °С температуры бетонной смеси. В связи с этим можно рекомендовать подогрев заполнителей как базовое мероприятие для обеспечения температуры бетонной смеси в определённом требуемом интервале, а изменением температуры воды осуществлять оперативное регулирование.

Приведённые расчётные зависимости выведены из предположения равномерного распределения температур по объёму материала. В действительности имеют место протекающие во времени тепловые процессы с неравномерным распределением температур не только по объёму, но и по отдельным зёрнам крупного заполнителя

(Уженков ЕЛ.)- Так, отмечено на практике и подтверждается расчётами то обстоятельство, что снижение температуры бетонной смеси после выхода с завода происходит не только в результате теплообмена с окружающей средой, но и за счёт постепенного прогрева холодных крупных зёрен заполнителя в процессе транспорта и укладки бетона.

Практика строительства полностью подтвердила правомерность приведённых положений по обеспечению требуемой температуры бетонной смеси в зимний период бетонирования. Некоторый запас на теплопотери в процессе транспорта и укладки необходим для того, чтобы обеспечить основное условие успешного бетонирования - температура на поверхности уплотняемого бетона должна быть в пределах +(5 + 10)°С.

При бетонировании в летнее время требования по ограничению температуры бетонной смеси выполняются без специальных мероприятий за счёт использования переходящих запасов холодных заполнителей, холодной речной воды на сортировочных фабриках и на бетонных заводах и др. При наихудших сочетаниях факторов температура на месте укладки не превышает +(15 + 20) °С в короткий промежуток времени (конец июля — начало августа).

Отмечая чрезвычайное разнообразие сочетаний факторов, влияющих на формирование температуры бетона в строительный период, рассмотрим наиболее существенные технологические мероприятия по регулированию температуры бетона.

Применяемый в зимний период метод термоса имеет особенности, которые диктуются выполнением относительно противоречивых требований. С одной стороны, необходимо обеспечить благоприятный температурный режим твердения бетона, включая наиболее охлаждаемые периферийные части конструкций, что требует повышения термического сопротивления опалубки. С другой стороны, естественное охлаждение массива (рассеивание тепла) в рамках допустимых перепадов температур «ядро - грань», « ядро — основание» достигается ограничением теплозащитных свойств опалубки.

. Достижение компромисса облегчается применением управляемого периферийного прогрева с помощью нагревательного изолированного провода, который по возможностям регулирования подводимой мощности существенно превосходит электродный, что подтверждается анализом возможностей данного метода, выполненным автором.

Аналогичное назначение имеет искусственное (трубное) охлаждение массива в летнее время, снижающее температурные перепады между центральными и периферийными частями забетонированных конструкций.

Таким образом, наличие температурных перепадов между глубинными и поверхностными частями бетонных конструкций достаточно типично для всех сезонов укладки. Сопровождаемый указанными температурными градиентами влагоперенос создаёт различные условия для формирования, особенно, поровой структуры поверхностных слоев бетона.

Температура бетона наружных граней плотины зависит от результатов взаимодействия системы «бетон- среда».

Анализ экспериментальных данных по замеру температуры «бетон — воздушная среда» на различном расстоянии от поверхности бетона (в глубину массива) на Братской плотине позволил установить регрессионные зависимости между среднемесячной температурой наружного воздуха и бетона :

для глубины 10 см от поверхности: и = 1.10291нв- 0.48 , ггор = 0.89, амплитуда 20 -5- 27 °С; для глубины 50 см от поверхности: и = 0.809 ¿н.в - 2.7,Гир = 0.74, амплитуда 20 + 25 0 С;

для глубины 110 см от поверхности: ^ = 0.6691Нв + 2.0 , г>ор = 0.86, амплитуда 15+16 °С (смещение на 1 месяц);

для глубины 450см от поверхности: 1б=0.3725- Л + 1.49, г.ор = 0.89, амплитуда 7+10 °С (смещение на 3 месяца).

Указанные особенности отражают характер протекания тепловых процессов в толще бетона на контакте с воздушной средой. Полученные уравнения регрессии были использованы для моделирования процессов изменения температуры бетона низовой грани Усть — Илимской плотины по известной температуре наружного воздуха в районе Усть — Илимского гидроузла. При моделировании было учтено, что ориентация Усть — Илимской плотины относительно сторон света близка к Братской. Можно достаточно достоверно прогнозировать, что изменение среднесуточных температур наружного воздуха скажется на глубине доЮ см.

Таким образом, на контакте с воздушной средой температура бетона по мере удаления от поверхности следует за среднесуточной и среднемесячной с постепенным смещением температурного ряда бетона по времени.

Температура воды в северных водохранилищах имеет свои особенности: поверхностный слой, подверженный сезонным колебаниям, составляет незначительную глубину, остальная толща воды имеет почти стабильную температуру. Так, по результатам многолетних наблюдений Гидрометеослужбы температура воды изменяется:

на глубине 0,5 м от 0°С (лёд) до 20 + 24 0 С; на глубине 45 м от 2°С до 6 + 7 °С ; на глубине 90+100 м от 2°С до 5 + 8 0 С

Температура бетона на контакте с водной средой в В.Б. следует за относительно медленным изменением температуры воды в зависимости от сезона и отметки относительно горизонта воды в водохранилище.

Ледяной покров водохранилища устанавливается в ноябре, после чего уровень водохранилища постепенно падает по мере его сработки. В этот период температура поверхностных слоёв бетона надо льдом близка к температуре наружного воздуха. В пределах ледяного покрова температура бетона изменяется от 0°С на отметке «лёд -вода» до температуры наружного воздуха на отметке «лёд — воздух», таким образом на контакте со льдом происходит своеобразное сглаживание перехода температуры бетона от 0°С к отрицательной;

Несколько иная температурная картина складывается в незамерзающем нижнем бьефе, где в самые сильные морозы вода имеет температуру около +2°С при малых колебаниях уровня.

Переход температуры бетона через 0°С происходит в той или иной степени близости от уровня воды в зависимости от температуры наружного воздуха. Указанный дрейф нулевой изотермы даже в течение одного зимнего периода приводит к многократному замораживанию и оттаиванию бетона на ограниченном участке вблизи от уровня воды, т.е. в условиях водонасыщения. Таким образом, если в В.Б. бетон зоны переменного (стабильно понижающегося) уровня однократно замораживается в течение одного зимнего периода, то в Н.Б. происходит многократное попе-

ременное замораживание и оттаивание, концентрированное на небольшом (по высоте) участке бетонных конструкций, имеющих выход в Н.Б.

Картина распределения температуры бетона приобретает экстремальный характер, когда при низких отрицательных температурах нулевая изотерма проходит вблизи от постоянно волнующейся после выхода.из отсасывающих труб воды а замораживание происходит в зоне капиллярного подсоса.

Содержание четвёртой главы составляет оценка состояния бетона длительно эксплуатируемых Северных плотин.

В соответствии с классификацией взаимодействий в системе «бетон — среда» определены зоны плотин, в привязке к которым были выполнены комплексные исследования бетона.

К таким характерным частям или зонам плотин были отнесены:

1) подводный бетон напорного столба;

2) внутренняя зона;

3) зона переменного уровня воды в В.Б. и Н.Б;

4) наружная зона глухих, пристанционных и водосливных плотин, контактирующая с воздушной средой.

В комплексных исследованиях бетона предполагалось сочетание натурных испытаний с отбором образцов- кернов.

Натурные испытания включали визуальный осмотр, фотографирование и инструментальное определение прочности бетона неразрушающими методами.

Испытания бетона образцов-кернов состояли из определения прочностных свойств бетона, структуры пор, степени гидратации цемента и количества свободной СаО в цементном камне, из микроскопических исследований цементного камня на контакте с заполнителем и др.

В методическом плане была реализована идея сравнительных испытаний бетона, находящегося в различных температурно- влажностных условиях в процессе эксплуатации.

Результаты определения прочности неразрушающими методами испытаний, дополненные визуальной оценкой, позволили получить наиболее достоверную картину состояния поверхности бетона изучаемых зон плотин, что для наружных зон -важнейший показатель стойкости бетона после длительной эксплуатации. В этом плане состояние бетона зоны переменного уровня воды в В.Б. и Н.Б. плотин выглядит следующим образом:

а) Бетон напорного столба, обследованный со стороны смотровых галерей путём осмотра и испытаний склерометром и сохраняющий равновесную влажность, характеризуется поверхностной прочностью Я = 35МПа при диапазоне колебаний 19н-60 МПа.

Поверхностная прочность бетона, увлажняемого постоянно текущим фильтратом или покрытого кальцитом -К = 21,3 МПа, диапазон 4 -5-36 МПа.

Таким образом, увлажняемая в течение многих лет текущим фильтратом поверхность имеет существенно меньшую прочность и является своеобразной моделью состояния поверхности фильтрующих трещин.

б) Монолитный бетон зоны переменного уровня в В.Б. обеих плотин не имеет признаков разрушения от воздействия воды, мороза и др. внешних факторов. Прочность монолитного бетона в основном выше 50 МПа и только в одном случае составила 30 МПА, что укладывается в возможные пределы колебаний прочности, т.е.

конструктивные процессы твердения бетона указанной зоны были преобладающими.

Сборный железобетон пазов затворов той же зоны на Братской плотине имеет явные признаки разрушения в виде отслоившегося защитного слоя, сетки трещин и др. дефектов. На отдельных участках при простукивании бетон издаёт «бухтящий» звук, что свидетельствует о том, что поверхностный слой бетона потерял монолитность и пронизан беспорядочными трещинами. Глубина разрушенного слоя бетона сборных пазов затворов около 10 + 20 см.

в) Бетон в зоне переменного уровня воды в Н.Б. был испытан выборочно на бычках 13 и 17 агрегата Братской ГЭС в районе пазов шандоров здания ГЭС.

В связи с небольшими колебаниями уровня воды в Н.Б. имеет место концентрированное разрушение бетонных поверхностей бычков в зоне уреза воды. Глубина разрушенных участков достигает 30 см. Прочность бетона на поверхности разрушающегося бетона составляет 50+200 кгс/см2, что вполне сопоставимо с прочностью бетона сборных пазов в В.Б.

Натурные испытания в целом обеспечили получение важнейших показателей состояния бетонной поверхности изучаемых зон плотин, с которых берут начало деструктивные процессы, и позволили установить конкретные участки разрушающегося бетона.

Испытания образцов — кернов имели своей основной целью изучение глубинных слоёв бетона с установлением таких показателей, как прочность, плотность, пористость, сравнительный диаметр капиллярных пор, содержание СаО в цементном камне и др.

Анализ результатов испытаний кернов даёт основание для следующих выводов.

Сопоставление прочности бетона напорного столба (200, V/ -8) и внутренней зоны (100-?-150, \У-2) обследуемых плотин, с прочностью бетона аналогичных зон других Северных плотин показало возможность их объединения и получения общих зависимостей прочности от 180-дневного до 30 + 40-летнего бетона (табл. 2, рис.3).

Таблица 2 — Сравнительные данные по прочности бетона Северных плотин

Прочность. МПа

Строительство станций Марка бе- Контрольных образцов Кернов в возрасте

тона 28сут. 180 сут. до 5 лет 30-45 лет

I 2 3 4 5 6

Братская 200. \У-8 21.0 18 29.2 34 (2 года) 30.0 26 (44 года)

Красноярская 21,0 32.0 22 30.2 26 (2 года)

Усть - Илимская 20,0 • 32.0 15 43.0 24 (5 лет) 33.6 32,8 (31 год)

Зейская 17,0 21А 14 НЛ 23 (5 лет)

1 2 3 4 5 6

Братска« 100, \У-2 13,7 т 27 26.3 32 (2 года) 22.5 28.2 (44 года)

Зейская 12,3 217 18 27.6 26 (5 лет) -

Усть - Илимская 12.5 25,0 20.0 39.0 23 О лет)

Примечание. Под чертов - коэф< ятиент вариации, %

♦ бепж200,№-8 8«тон 200, У¥-8 -

■ батон 100, У1-2 - бетой 100. \М-2

Рисунок 3 - Зависимость прочности бетона марок 200, и 100 >^-2 Северных плотин от возраста (по результатам испытаний контрольных образцов до 180 сут. и кернов- более 180 сут)

При дискретном методе определения пористости бетона, который был применён в данной работе, испытание сводится к определению водопоглощения в установленные моменты времени (г = 0; 0,25; 1; 24 ч).

Для определения параметров, характеризующих строение порового пространства цементного камня по кривой его водонасыщения, используется аппроксимация динамики водонасыщения экспоненциальной зависимостью, предложенная М.И. Бруссером

где — водонасыщение образца за время I; ^„.„с— максимальное водонасыщение;

Л] - показатель степени экспоненты, равный пределу отношения ускорения к скорости процесса насыщения, значением которого оценивается средний радиус капилляров;

а — коэффициент, характеризующий степень однородности капилляров по их

радиусам (0 < а-5 1). При а = 1 все капилляры имеют постоянные размеры.

Анализ динамики водонасыщения, характеризуемой отношением / ЧУ,™* в зависимости от положения кернов относительно наружных поверхностей, позволил выделить зоны, значимо различающиеся по среднему размеру капиллярных пор.

Так, керны, отобранные с поверхности низовой грани плотин, имеют Х2= 2,55, что в2т4 раза превышает аналогичный показатель для глубинных слоёв бетона. Толщина поверхностной зоны, для которой характерны указанные показатели, не превышает 10 см. Для глубинных слоёв отмечается совпадение кривых водонасыщения, независимо от марки бетона, кроме некоторой разницы между бетоном Братской и Усть- Илимской плотины.

Таким образом, температурно- влажностные условия, в которых сформировались и эксплуатировались наружные поверхности плотин, сказались на капиллярной пористости таким образом, что средний размер капилляров существенно превышает таковой для глубинных слоёв бетона.

Кроме того, было проведено сравнение капиллярной пористости бетона глубинных слоёв, определённой экспериментально, и рассчитанной по формуле Горчакова Г.И. с учётом изменчивости водосодержания. Сравнение показало достаточно точное совпадение результатов определения параметров капиллярной пористости: Х= 9 %, 1,5 %.

Для оценки совместного влияния изучаемых факторов пористости и плотности на прочность бетона был проведён множественный регрессионный анализ наиболее представительных выборок результатов испытаний кернов напорного столба Братской и Усть — Илимской плотин в сравнении с Токтогульской.

Таблица 3 - Матрица дисперсий прочности кернов

Дисперсия, (МПа)2

Остаточная

Плотина Регрессионная общая В том числе

Составляющая изменчивости технологическая

(МПа)2 активности

цемента

Усть - Илим- 27.8 5М 16.8 22А

ская 36% 64% 21,3% 42,7%

Братская 7.92 27.2 9.07 1М1

23% 77% 25,6% 51,4%

Токтогульская 9-10 21.6 1Л 14Л.

30% 70% 23,4 % 46,6 %

Таблица 4 - Матрица дисперсий прочности контрольных образцов (180 сут)

заводского бетона

Марка бетона Вид цемента Дисперсия, (МПа)2

изменчивости активности цемента технологическая составляющая общая

200, - 8 ШПЦ300 5*7 10+14 15-21

Красноярского заво- 33,5% 66,5 % 100 %

да

Регрессионная составляющая отражает влияние изменчивости пористости на прочность бетона.

. Технологическая-в соответствии с принятыми ранее понятиями отражает влияние изменчивости Ц/В фактора.

Возможность переноса изменчивости водосодержания, а значит и Ц/В фактора, заводского бетона на бетон в плотине подтвердило совпадение расчётной и фактической пористости бетона. Как видно из таблицы 5, технологическая составляющая Токтогульского бетона находится в границах колебаний дисперсий заводского бетона, что подтверждает близость условий твердения бетона Южных плотин к стандартным.

Технологическая составляющая дисперсии прочности Северных плотин стабильно выше, чем для заводского бетона (сказывается смешанное влияние температурного и масштабного факторов, поскольку диаметр кернов Токтогульских, Братских и Усть — Илимских уменьшается в пределах 120-70-50 мм).

Составляющая переменной активности цемента также содержит влияние масштабного фактора и отражает уровень технологической дисциплины (предотвращение смешивания цементов разных марок), который, безусловно, вынужденно ниже на отдалённых Северных стройках.

Петрографический анализ прозрачных шлифов бетона Братской плотины и Кру-гобайкальской железной дороги выполнен сотрудником института Земной коры Сибирского отделения Академии Наук Орловой Г.В., за что автор выражает глубокую признательность.

Отмечено срастание цементного камня с поверхностью зёрен заполнителя как для 40-летнего бетона Братской плотины, так и для 100- летнего бетона Кругобай-кальской железной дороги, в котором произошло срастание цементного камня с частицами мелкого заполнителя, так что цементный камень и заполнитель выглядят как монолитная порода.

Этот важнейший, на наш взгляд, вывод даёт надежду на столетнее существование бетона плотин (исключая поверхностные зоны) без каких — либо опасений за его будущее.

В пятой главе рассмотрены особенности коррозии бетона плотин в местах сосредоточенной фильтрации в напорном фронте.

Первый опыт эксплуатации плотины Братской ГЭС под напором был весьма впечатляющим, т.к. продукты выщелачивания бетона по фильтрующим трещинам и дренам образовали многочисленные живописные сталактиты, «украшающие» своды смотровых галерей. По расчётам К.В. Алексеева., относящимся к 1976 г., из бетона напорного фронта Братской плотины выносилось ежегодно около 6 т. извести (СаО),

что вызывало серьёзные опасения, поскольку указанное количество следовало отнести только к местам концентрированной фильтрации.

Таким образом, проблема коррозионной стойкости бетона Ангарских плотин в местах сосредоточенной фильтрации была поставлена уже с первых лет эксплуатации вначале Братской, а затем Усть — Илимской плотин.

Анализ химического состава воды водохранилищ показал, что преобладающим анионом является НСО'з (содержание в воде 70- 160 мг/л), а преобладающим катионом — Са2+ (содержание в воде 15- 30 мг/л). Общая минерализация ангарской воды составляет более 250 мг/л. Содержание свободной углекислоты от 2,5 мг/л в отдельные летние дни и до 22 мг/л в зимний период года. Согласно водородному показателю рН, вода Братского и Усть — Илимского водохранилищ щелочная, несмотря на постепенно уменьшающийся рН с 8,8 до 7,7 в течение наблюдений.

Агрессивность воды по отношению к бетону, оцениваемая по нормативным показателям, позволяет предположить, что в бетоне могут иметь место выщелачивающая и углекислотная коррозии.

В основе методики оценки протекающих коррозионных процессов лежит сопоставление химического состава воды водохранилища и воды, профильтровавшейся через тело плотины (фильтрата).

Методика отбора проб фильтрата отвечала следующим требованиям: проба фильтрата имела привязку к месту и времени отбора; отбор пробы, хранение и транспортировка должны были исключать изменения в содержании определяемых компонентов.

В соответствии с классическими представлениями процесс коррозии связан с растворением и выносом из бетона основного структурообразующего компонента цементного камня - гидроксида кальция, обеспечивающего высокую щелочность среды в бетоне, необходимую для устойчивого существования минералов цементного камня (Байков А.А., Москвин В.М., Алексеев С.Н).

В действительности, по результатам анализов было обнаружено, что примерно в половине наблюдений ионы кальция не вымываются, а осаждаются в процессе фильтрации через бетон, то есть концентрация ионов кальция в фильтрате ниже, чем в воде водохранилища.

Построенные по результатам наблюдений зависимости количества выносимых ионов от величины фильтрационных расходов позволили сделать заключение о преимущественном осаждении ионов кальция по путям фильтрации при расходах до 0,005 л/мин. При фильтрационных расходах в интервале от 0,005 до 0,02 л/мин наблюдается как осаждение, так и вынос ионов кальция. Отмечено, что концентрация ионов Na+ +К+ значительно выше, чем в воде водохранилища, независимо от величины фильтрационных расходов. При высоких фильтрационных расходах (более 0,02 л/мин) имеет место вынос ионов Са2+ и Na+, К+.

Расчёт количества выносимых компонентов цементного камня (рис. 4,5) свидетельствует о том, что в фильтрате преобладают скорее натриевые нежели кальциевые соединения.

Такое явление, как преимущественный вынос из бетона натриевых соединений, нельзя назвать общеизвестным, тем не менее оно вполне объяснимо. Для бетонов Братской и Усть — Илимской плотин использовался шлакопортландцемент Красноярского завода, содержащий до 50 % магнитогорских доменных гранулированных

шлаков. Содержание щелочных оксидов Ыа20 + К20 в цементе определяется их наличием в клинкере (до 1%) и в минеральных добавках (до 2%).

Таким образом, при содержании в цементе до 50% доменных шлаков содержание щелочных оксидов составит 1- 1,5 %. Поскольку оксиды натрия и калия химически значительно активнее, чем гидроксид кальция, процесс их растворения в фильтрующейся воде накладывается на общую картину коррозии цементного камня.

л 1

V

■> Л

.-V

О 0.0006 0.001 0.003 0.006 0.01 Р.оЗ 0.0» 0.1 ОД 0.6 1.0 3.0 6.010.0 30.0 60,01

Рюм^лМ

о ионы Са2* (Братская ГЭС) □ ионы Са2* (Усть-Илимская ГЭС)

Рисунок 4 - Зависимость между расходом и разницей в концентрации ионов Са2+ в фильтрационном потоке

300 450 400 350 300 ^ 250 Й* 200 I

100 30

о

-30

• .»и

• •-

0.0006 0.001 0.0030.0060.01 0.03 0.06 0.10 ОД о.б 1.0 3.0 6.0 10.0 30.0 60,0100.0

РМИЙЧ^МП

• ионы Иа+ (Братская ГЭС) О ионы (Усгь-Илимская ГЭС)

Рисунок 5 - Зависимость между расходом и разницей в концентрации ионов Ыа+ в фильтрационном потоке

Важно отметить, что степень насыщения фильтрата ионами натрия и калия зависит от фильтрационных расходов. Так, при фильтрационных расходах до 0,02 л/мин рН фильтрата увеличивается до 10 — 12 по сравнению с 7 — 8 в водохранилище. При более высоких расходах такого резкого увеличения щелочности фильтрата не наблюдается.

Как уже отмечалось, ангарская вода может быть источником углекислой коррозии из-за присутствия агрессивной углекислоты. Необходимо отметить ,что в последние годы прослеживается тенденция к увеличению содержания растворённой в воде углекислоты, что может быть связано с биохимическими процессами и другими факторами, влияющими на химический состав воды водохранилища.

Наличие углекислотной коррозии в бетоне напорного фронта подтверждается увеличением концентрации ионов СОз2" и НС03" в фильтрате по сравнению с водой водохранилища. Одновременно отмечается резкое снижение свободной С02, что подтверждает её переход в карбонатные соединения. Поиск корреляции связей между концентрацией ионов Са2+ и + К+ и карбонатными ионами позволил установить наличие достаточно тесной корреляционной связи только между содержанием в фильтрате ионов Иа+ + К+ и карбонатных СОз2" и НС03" (коэффициент корреляции 0,91 - 0,95). Процесс углекислотной коррозии протекает так, что в первую очередь образуются легкорастворимые карбонатные соединения типа Ыа2СОз и Ыа-НСОэ. Отмеченная особенность позволяет дать объяснение такому явлению, как осаждение кальция по путям фильтрации. Присутствие бикарбоната в воде водохранилища возможно только при наличии определённого количества свободной С02. Переход свободной С02 в карбонатные соединения Ыа и К нарушает это природное равновесие, и в силу обратимости реакции ионы кальция выпадают в осадок в виде СаСОз.

Са(НС03)2 <=> СаСОз + С02 + Н20.

Распад бикарбоната, в свою очередь, освобождает новые порции углекислоты, которая способна перейти в карбонатные соли натрия и калия.

Малорастворимый СаСОз осаждается на путях фильтрации и на поверхности бетона в виде отложений, состоящих из кальцита.

Однако влияние карбонатных соединений Ыа и К не ограничивается распадом бикарбоната кальция. Появление в фильтрате новых карбонатных соединений существенно увеличивает жёсткость фильтрата по сравнению с водой водохранилища, что неизбежно приводит к снижению растворимости Са(ОН)2, то есть имеет место замедление или прекращение процесса выщелачивания.

Предложенная модель коррозионного процесса, учитывающая влияние оксидов натрия и калия, не может рассматриваться в отрыве от фильтрационных расходов, величина которых определяет концентрацию растворяемых соединений. Осаждение СаСОз возможно только при достаточном насыщении фильтрата карбонатами натрия и калия, которое в той или иной степени происходит при фильтрационных расходах примерно до 0,02 л/мин.

Дальнейшее повышение фильтрационных расходов и соответствующее снижение концентрации растворяемых компонентов цементного камня меняет характер коррозионного процесса таким образом, что растворение и вынос как щелочных оксидов, так и гидроксида кальция лимитируется в конечном счёте диффузией указан-

ных соединений из бетона. При расходах более 0,5 л/мин прирост концентрации контролируемых ионов в фильтрате по сравнению с водой водохранилища настолько мал, что создаётся иллюзия отсутствия коррозии. Очевидно, что в таких наиболее опасных местах фильтрации в плотине требуется более точный контроль концентрации ионов как в фильтрате, так и в воде водохранилища с тем, чтобы истинная картина процесса коррозии не ускользала от исследователя.

Для проверки сделанных предположений был поставлен эксперимент, цель которого - моделирование процессов, протекающих в воде водохранилища в процессе её фильтрации по бетону. Суть эксперимента заключалась в поэтапном насыщении воды водохранилища известного состава ионами натрия и наблюдении за количественным содержанием иона кальция и свободной С02 в растворе.

Предварительно был определён ионный состав воды водохранилища Усгь — Илимской ГЭС: Са2+ - 50 мг/л, Ыа+- 7,98 мг/л, - 9,73 мг/л, НС03" - 88,42 мг/л, С1 - 4,85 мг/л, 8042" - 14,4 мг/л, Б!2' - 2,63 мг/л, содержание свободной С02 - 7,7 мг/л ирН-7,5.

Было отобрано 5 проб воды водохранилища указанного химического состава объёмом 300 мл, в которые добавили щелочь №ОН с концентрацией 0,1 моль/л в объёме 15,30,45,60 и 90 мл. Данные по содержанию ионов натрия и кальция, определённые после 6 часов выдерживания, дают основание для вывода о том, что при нарастании концентрации ионов натрия содержание иона кальция уменьшается по сравнению с водой водохранилища (выпадение в осадок в виде СаСОз). Наличия свободной С02 в растворе после добавления ИаОН не обнаруживается. Реакция протекает по следующей наиболее вероятной схеме:

Са(НС03>2 +2ЫаОН -> СаСО} 4- +Ка2С03 +2НгО.

Второй частью эксперимента стала проверка предположения о том, что наличие в фильтрате натриевых соединений снижает растворимость извести.

В каждую из 5 проб воды с добавленной щёлочью №(ОН) и в чистую воду водохранилища была введена навеска Са(ОН)2 весом 50 мг. Определение содержания иона кальция в растворе через 2 часа после введения извести показало, что в пробах, насыщенных ионом натрия, добавление Са(ОН)г привело к выпадению в осадок СаСОз и дальнейшему уменьшению содержания иона Са2+ в растворе.

В чистой воде водохранилища осадок после добавления Са(ОН)2 не образовался, а содержание иона Са2+ резко увеличилось, очевидно, за счёт появления в растворе бикарбоната Са(НС03)2, образованию которого способствовало наличие свободной С02. Результаты эксперимента подтвердили предположение о характере протекающих коррозионных процессов.

Таким образом, предлагаемая модель коррозионного процесса в бетоне под воздействием мягких вод учитывает влияние присутствующих- в цементе легкорастворимых оксидов натрия и калия и описывает состояние процесса в зависимости от фильтрационных расходов, которые, в свою очередь, определяют концентрацию растворимых соединений в фильтрате. Указанные подходы позволяют дать объяснение такому явлению, как понижение концентрации ионов кальция в фильтрате по сравнению с водой водохранилища, т.е. источником для образования кальцита в определённых условиях может служить не только цементный камень, но и распадающийся бикарбонат кальция из воды водохранилища.

В шестой главе дана оценка состояния напорного столба в местах сосредоточенной фильтрации и зоны переменного уровня воды после 30 +40- летней эксплуатации Братской и Усть — Илимской бетонных плотин и установлена связь между технологией бетона и его долговечностью в. наиболее ответственных частях сооружений.

Многолетние натурные наблюдения за величиной фильтрационных расходов по напорному столбу в местах выхода в смотровые галереи обеспечили возможность получения реализаций статистических временных рядов, анализ которых позволил классифицировать места сосредоточенной фильтрации. В основном были выделены места с затухающими, стабильными и нестабильными расходами с характерными сезонными (зимними) пиками.

Очевидно, что отложение кальцита по путям фильтрации может быть основной причиной кольматации трещин, но не всегда такой процесс носит необратимый характер и в отдельных местах наблюдений отмечается пульсация фильтрационных расходов (периодическое понижение и повышение).

Что касается сезонных пиков, то их наиболее вероятная причина была установлена на примере Усть - Илимской плотины, для отдельных пристанционных секций которой такое явление характерно в течение многих лет. Путём обработки многолетних наблюдений было установлено соответствие между вероятностью появления пиковых расходов и наиболее холодными месяцами года.

Сопоставление наиболее холодного месяца года (январь) с наиболее вероятным появлением пиковых расходов (февраль) позволяет зафиксировать временной сдвиг на месяц.

Для того чтобы оценить примерную толщину промерзающего в зимнее время бетона низовой грани, влияющую на резкое увеличение фильтрации, были проанализированы температуры бетона в зависимости от расстояния от наружной грани и времени года в сопоставлении с гистограммой пиковых расходов.

Совпадение наиболее низкой температуры бетона на глубине 110 см (январь) с усилением фильтрации свидетельствует о том, что промерзание низовой грани примерно на 1 м даёт первый толчок к изменению фильтрации. Промерзание до 4,5 м уже не совпадает с тенденцией к увеличению фильтрации, что даёт основание считать, что активная зона на низовой грани, влияющая на резкий прирост фильтрации в напорном столбе, с определённым запасом составляет 2,5 + 3,0 м.

В качестве одного из возможных технологических решений по устранению такого нежелательного явления, как резкие сезонные изменения фильтрационных расходов, была изучена технология монолитного пенополистиролбетона, который может быть использован в качестве теплозащиты низовых граней Северных плотин от глубокого промерзания.

При подборе состава пенополистиролбетона для монолитной конструкции была исследована возможность получения наиболее лёгких и в то же время достаточно прочных бетонов оптимальной структуры. Бетонирование опытного фрагмента монолитной конструкции позволило оценить, насколько традиционные технологические приёмы укладки и уплотнения бетонной смеси применимы для лёгкой пенопо-листиролбетонной смеси.

Требуемая для принятых средств уплотнения подвижность бетонной смеси была определена после экспериментальной проверки структуры уплотнённого бетона с точки зрения равномерности распределения вспененных гранул по объёму. Введе-

нис специально подобранного комплекса ПАВ в сочетании с оптимальной подвижностью смеси обеспечило получение такой вязкости растворной составляющей, при котором поверхностные силы сцепления пенополистирольных гранул с цементным раствором были достаточны для удержания гранул от всплывания в процессе уплотнения.

Сочетание глубинного уплотнения с виброопалубкой обеспечило получение бетонных поверхностей высокого качества. Бетон соответствовал марке 100 (В 7,5), Р .100+ 150.

Сопоставимые теплотехнические показатели тяжёлого бетона: Х=1,8б Вт / м -°С, р = 2400 кг/ м3; пенополистиролбетона: X = 0,22 +0,24 Вт/м-°С,р = 900 кг / м3. Коэффициент теплопередачи при постоянных граничных условиях может быть _ X

оценён как к — , где 6 - расчётная толщина слоя материала.

1,86 ..

Для 1 м тяжёлого бетона к = -уд" Вт / м • С, что адекватно толщине пенополисти-

, „ 0,23

ролбетона, определённой из соотношения 1,86 Вт/м■ С= ^ Вт/м- С, ¿?=0,12 м.

Таким образом, 1 м тяжелого бетона по теплопередаче эквивалентен 0,12 м пенополистиролбетона.

Для промерзаемой двухметровой зоны низовой грани из тяжёлого бетона эквивалентная толщина пенополистиролбетона составит 24 см.

Практически не изученный вопрос влияния сосредоточенной фильтрации на контактирующую бетонную поверхность впервые был подробно рассмотрен на примере горизонтальной фильтрующей трещины в напорном столбе Усть — Илимской плотины (секция 30, отм. 235). Как показало разведочное бурение, указанная трещина прошла в непосредственной близости от горизонтального строительного шва (рис. 6).

нмютялпм»»

Рисунок 6 - Пространственное изображение трещины секции 30 в отметках 236,80 +237,93

Фильтрационные расходы по рассматриваемой трещине длиной около 22 м отличались ярко выраженной сезонностью с пиковыми нагрузками в январе - марте до 300 + 400 л/мин.

Полученные образцы-керны были подвергнуты испытаниям на водопоглощение и прочность, кроме того, был проведён химический анализ цементного камня по мере удаления от трещины.

Результаты сопоставления величины , характеризующей сравнительный диаметр капиллярных пор, и максимального водопоглощения по объёму позволяет оценить последствия фильтрации в течение 30 лет на состояние контактной бетонной поверхности, которое проявляется в виде увеличения размеров капиллярных пор и их относительного объёма.

Указанное влияние убывает по мере удаления от трещины в глубину массива и, учитывая статистический разброс, становится незначимым на расстоянии около 16 см.

Химический состав цементного камня контактного бетона в сопоставлении с бетоном массива показывает, что количество свободной СаО уменьшилось от 5,8 % до 1,1 %, т.е. примерно в 5 раз, Na^O — от 1,35 % до 0,6 %, в 2 раза.

Полученная величина выноса СаО за 30 лет «работы» трещины составила около 100 кг, Na20 - около 30 кг, что соответствует уменьшению содержания СаО и Ш2О в активной (±5 см) зоне на 46 + 56 %.

Последствия выноса СаО и Na20 отразились на развитии капиллярной пористости бетона в части их размера и относительного объёма. Такое увеличение составило около 30 %, что можно перенести на 30 % площади фильтрующей трещины.

В первую очередь поддаваться размыву будут ослабленные (менее плотные и прочные) участки бетона, соответствующие 30 % минимальному «хвосту» кривой нормального распределения прочности. Тогда для Усть -Илимской плотины достаточно стойким к размыву будет бетон с прочностью RnpmM.> 20 МПа.

Указанный критерий, сформулированный в виде требований к бетону напорного столба (для генеральной совокупности): R "^¡„(р-ода ^ 25 Мпа, является той величиной, на которую может быть ориентирована технология и контроль качества бетона.

Особенностью морозостойкого бетона Ангарских плотин является использование бездобавочного портландцемента по специальным Т.У. и его повышенные расходы, обеспечивающие В/Ц фактор в проектных составах в пределах 0,4 + 0,5.

Различие в составах бетона морозостойких зон в В.Б. и Н.Б. плотин заключается в повышении расходов цемента в бетоне Н.Б., т.к. бетонирование конструкций бычков и стенок, выходящих в Н.Б., совмещалось с отсасывающими трубами, для которых выполнялись дополнительные требования по кавитационной стойкости.

Морозостойкая зона В.Б. Братской плотины в основной части представлена монолитным бетоном с расходом цемента 280 кг/ м} при среднем водосодержании бетонной смеси, аналогичном бетону напорного столба, т.е. 145 +150 л/м\

При определении капиллярной пористости необходимо назначить а - количество химически связанной воды. По нашим данным, для использованного портландцемента а « 15 %, тогда среднюю величину капиллярной пористости

Д-2^,100=147 - 2.0Д5.280,100юб% 1000 1000

Расчётные границы колебаний пористости (р=0,95) составят 3,6 +8,0 %, с учётом регрессии от 3 до 9 %.

Для морозостойкого бетона ИЛ», указанные колебания пористости сохраняются.

Сопоставление картин распределения величин капиллярной пористости морозостойкого и подводного бетона напорного столба (рис. 7) даёт наглядное представление о соотношении рассматриваемых случайных величин. Морозостойкий бетон может иметь структуру пор неморозостойкого бетона с той вероятностью, которая имеет место в конкретной реализации, в нашем случае это 15 %.

Именно этим, на наш взгляд, обстоятельством объясняется наличие на поверхности бетона морозостойкой зоны в Н.Б. плотин отдельных участков с признаками разрушения.

•=■■■—" ..........Пкап„%

0 1 2 3 4 5 6 Т 8 в 10 11 12 13 14 15

-X = 6%, в = 1.5% - Сетон морозостойкой зоны

-Х- 9%. Э - 1.5%- бетон подводной (немороэостойхой)эо*ы

ИНИ - область немороэостойкой структуры пор

Таким образом, следует признать, что для условий эксплуатации в Н£. реализованная технология не обеспечила требуемой долговечности бетона. Пути её улучшения сосредоточены в следующих основных направлениях:

- выполнение повышенных требований по морозостойкости при проектировании состава бетона,*

- применение технологии, обеспечивающей более высокую стабильность основных параметров бетона данной зоны плотины (включая пористость) за счёт оптимального сочетания комплекса производственных факторов, эффективность которых рассмотрена в 1,2 и 3 главах.

В соответствии с поставленной целью автором были разработаны основные положения экспериментально - расчетного метода оценки влияния комплекса наиболее значимых производственных, эксплуатационных и других факторов на прочность, плотность, морозо- и коррозионную стойкость и другие важнейшие показатели бетона плотин, возводимых в условиях Северной климатической зоны, в рамках

Рисунок 7 — Распределение величины капиллярной пористости

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

которого были получены следующие основные результаты, имеющие научно- практическое значение:

1. Разработана оригинальная математико-статистическая модель технологического процесса приготовления бетона в условиях северной строительной площадки;

2. Предложен новый метод расчета состава зернистых материалов-заполнителей, учитывающий изменчивость зернового состава и влияние основных производственных факторов, включая процесс дозирования;

3. Исследовано влияние производственных факторов приготовления и укладки бетона в плотину на формирование температурно-влажностных условий твердения бетона в строительный период;

4. Исследовано формирование температурно-влажностных условий в процессе эксплуатации плотин с учетом особенностей, присущих режиму водного и воздушного бассейна в условиях северной климатической зоны;

5. Проведён анализ состояния бетона длительно эксплуатируемых Северных плотин, позволяющий дать оценку эффективности технологии возведения плотин с точки зрения конечного результата - долговечности плотин в реальных условиях эксплуатации;

6. Раскрыты особенности химизма коррозии бетона в местах сосредоточенной фильтрации через тело плотин по трещинам и другим дефектам в напорном фронте, что позволило оценить их потенциальную опасность для эксплуатационной надёжности плотин;

7. Рассмотрение производственных факторов строительного периода возведения плотин в технологической последовательности от заготовки заполнителей до выдерживания бетона в конструкции явилось необходимым условием оценки значимости влияния изучаемых производственных факторов на основные параметры бетона в сооружении. Если влияние факторов технологии приготовления бетона может быть оценено по результатам анализа общей математико-статистической модели процесса, то влияние факторов укладки и твердения бетона зависит от реализованных технологий и соответствующих условий существования бетона в конструкции.

8. Непосредственное влияние окружающей бетон водной и воздушной среды в процессе эксплуатации проявляется с поверхности тела плотин на небольшую глубину до 10 -г-16 см. На контакте с воздушной средой формируется отличная от массива система капиллярных пор, на контакте с водной средой растворяются компоненты цементного камня, что в конечном счете также приводит к изменению прочности и структуры пор бетона. Совместное воздействие водной и воздушной среды в В.Б. и Н.Б. плотин является источником проявления сложных процессов в бетоне, сочетающих водонасьпцение с замораживанием. В некоторых случаях, в частности в Н.Б., имеет место разрушение бетона на отдельных участках конструкций из-за достаточно высокой вероятности (~15%) использования неморозостойкого в данных условиях бетона.

9. Бетон массива плотины, будучи лишен влагообмена с окружающей средой, находится в наиболее благоприятных условиях стабильной температуры и влажности. Тем не менее, 30 ■+■ 40-летний бетон обладает достаточно развитой системой капиллярных пор, показатели изменчивости которой вполне достоверно прогнозируются расчетом с использованием средств математико-статистической модели приготовления бетона.

10. Анализ динамики фильтрационных расходов и их классификация позволили разделить фильтрующие трещины по характеру временного дрейфа на две основные группы: с затухающими расходами и с дрейфующими расходами при наличии (отсутствии) сезонных пиков. Самозалечивание трещин с затухающими расходами

. объясняется отложением по путям фильтрации кальцита, поставщиком которого яв-■ ляется вода водохранилища. Обязательным условием самозалечивания трещин является ограничение по величине фильтрационных расходов (цо 0,02 - 0,1 л/мин на 1 м трещины или на 1 дрену). «Дышащие» трещины наиболее опасны, т.к. пиковые расходы могут составлять более 100 л/мин. Анализ динамики фильтрационных расходов на примере Усть-Илимской плотины подтвердил их сезонный характер и связь с глубиной сезонного промерзания открытой низовой грани плотины. В этой связи предлагается технология теплозащиты низовой грани из монолитного пенопо-листиролбетона толщиной 25 см.

11. Предложения по совершенствованию технологии возведения плотин в условиях Севера содержат комплекс мероприятий, вклад которых в формирование основных показателей бетона рассмотрен на конкретных многочисленных примерах возведения Северных и отдельных Южных плотин.

12. Определенны направления по совершенствованию технологии бетона зоны переменного уровня в Н.Б. с целью повышения стабильности параметров высокоморозостойкого бетона. Главное условие улучшения технологии, при всех необходимых мероприятиях по повышению морозостойкости бетона при проектировании состава, - существенное снижение изменчивости водосодержания бетона и соответствующих параметров капиллярной пористости бетона.

13. В зимний период бетонирования плотин температура бетона формируется в процессе приготовления под влиянием специальных технологических мероприятий по термоподготовке заполнителей. При укладке по методу термоса поддерживается благоприятный щадящий температурный режим твердения бетона в сооружении, который ограничивает как максимальные температуры, так и перепады между поверхностью и центром массивных конструкций. Использование управляемого периферийного прогрева расширяет возможности поддержания оптимального режима твердения бетона.

В заключение отметим, что несмотря на всю сложность взаимодействий влияющих факторов технологии строительного периода и последующей эксплуатации показана возможность системного анализа и оценки вклада технологии в стабилизацию свойств бетона, способного к длительному существованию во всех зонах плотин, включая экстремальные по ; ■ воздействию на бетон.

Основные положения диссертации изложены в следующих работах (в скобках указаны соавторы):

1 Особенности технологии бетона на Усть - Илимской ГЭС // Гидротехническое строительство. - 1973.- Xsl. — С. 3-5. (Г.В. Брюханов, Б£: Шайкин)

2 Влияние возраста на неоднородность прочности бетона // Гидротехническое строительство. — 1974. - № 11.- С.10-13 ( ЕЛ. Даниленко)

3 Шлакопортландцемент для гидротехнических сооружений в суровых климатических условиях // Гидротехническое строительство. — 1975.-№ 8, —С.15-18 (ВЛ. Панкратов, А.Д. Осипов, A.B. Василик, Ю.Н. Терехин).

4 Система балльных оценок качества бетонных работ на строительстве Усть — Илимской ГЭС // Гидротехническое строительство. - 1976. - № 7..- С.7-9. (ЕЛ. Даниленко)

5 Гидротехнический бетон Усть — Илимской ГЭС // Гидротехническое строительство.-1982.-№ 11.-С. 19-23

154 Особенности коррозионных процессов, протекающих в бетоне напорного фронта плотины Братской ГЭС //Гидротехническое строительство.- 2000,- № 3.- С. 14-17. (Т.Ф. Шляхтина, З.И. Соловьёва)

6 Статистический контроль и управление качеством бетона // Бетон и железобетон. - 1975.- № 1. - С.10-11 (Даниленко ЕЛ.).

7 Улучшение гранулометрического состава мелких заполнителей // Строительные материалы. - 1975. - № 9.- С.27-28. (ЕЛ. Даниленко)

8 Система статистического контроля и управление качеством бетона на строительстве Усть — Илимской ГЭС // Энергетическое строительство.-1974.- № 2.- С.43-47. (ЕЛ. Даниленко, ПЛ. Старожицкий)

9 Сколько цемента в плотине? // Восточно - Сибирская правда. - 1972. - № 65.

10 Опыт эксплуатации и эффективность узла контрольного грохочения заполнителей на бетонном заводе Усть — Илимской ГЭС // Энергетическое строительство. — 1975. - № 6. - С. 27-30 (ЕЛ. Даниленко).

11 Влияние технологических факторов на изменение водопотребности и водо-содержания заводской бетонной смеси // Энергетическое строительство. — 1977. - № 9.- С.88-92.

12 Влияние регулирования количества дозируемой воды на качество бетона // Энергетическое строительство.- 1985.- № 8. С. 64-66.

13 Пути повышения эффективности контроля и управления качеством гидротехнического бетона (по опыту Братскгэсстроя) // Энергетическое строительство.-1985.- № 10. - С.38-40

14 О бетонах на несортированной песчано- гравийной смеси (по опыту строительства ГЭС Ангарского каскада) // Энергетическое строительство.- 1986.- № 10. — С.50-54 (ГЛ. Гершанович).

15 Композиционный теплоизоляционный трудносгораемый материал на основе пенополистирола //Энергетическое строительство.- 1990.- № 12.- С.27-29. (В .Г. Лем-перт)

16 Вопросы организации контроля качества бетонных работ на крупных гидротехнических строительствах. // Труды координационных совещаний по гидротехнике. - Л.: Энергия, 1968. - Вып. 41. - С.238-241 (ГЛ. Гершанович).

17 Учёт влияния некоторых производственных факторов на неоднородность прочности гидротехнического бетона//Труды координационных совещаний по гидротехнике - Л.:, Энергия, 1974. - Вып.95.- С.71-75. (ЕЛ. Даниленко, П.Я. Старожицкий.)

18 Влияние производственных факторов на однородность гранулометрического состава песка по опыту строительства Усть — Илимской ГЭС // Труды координационных совещаний по гидротехнике. — Л.: Энергия, 1976.- Вып. 104.- С. 53-54. (ЕЛ. Даниленко)

19 Оценка влияния изменчивости зернового состава заполнителей на стабильность свойств гидротехнического бетона // Гидротехнический бетон и его работа в

сооружениях: материалы конференций и совещаний по гидротехнике.- Л.: Энерго-атомиздат,1984.- С.114-116.

20 Использование планированного эксперимента для описания свойств пенопо-листиролбетона // Математическое моделирование, .численные методы и комплексы программ: сборник трудов - С-П.: СПбГАСУ, 2000,- Вып.б.- С.74-77. (И.В. Больше-дворова)

21 Статистический контроль и управление процессом приготовления гидротехнического бетона на строительстве Усть — Илимской ГЭС // Применение математических методов для оптимизации технологических процессов производства строительных материалов: материалы Всесоюзного совещания - Братск, 1973- С.29-30 ( EJI. Даниленко, ПЛ. Старожицкий).

22 Методика оценки влияния производственных факторов на однородность свойств заводских бетонных смесей // Материалы конференций и совещаний по гидротехнике. - Л.: Энергия, 1978. - Вып. 121.- С.32-36.

23 Предложения по оценке прочности гидротехнического бетона по результатам испытаний контрольных образцов (на примере Усть — Илимской ГЭС) // Пути повышения технологичности конструкций гидросооружений для районов Сибири и Дальнего востока: материалы конференций и совещаний по гидротехнике.- Л.: Энергоиздат, 1981.-С. 171-173.

24 Анализ коррозионных процессов, протекающих в теле бетонной плотины Братской ГЭС // Материалы конференции молодых ученых и специалистов в области бетона и железобетона. / НИИЖБ - М: НИИЖБ, 1998.- С.86-90. (Т.Ф. Шляхтина, A.B. Никонов.)

25 Исследование влияния состава пенополистиролбетона на его структуру и свойства // Современные проблемы строительного материаловедения. Четвертые академические чтения РААСН: материалы международной науч. техн. конференции.- Пенза: ПГАСА, Часть 1.-1998,- С. 82-83 (И.В. Болыпедворова)

26 Пенополистиролцементные композиции // РААСН Современные проблемы строительного материаловедения: материалы седьмых академических чтений / Белгород, гос. техн. акад. строит, мат.-Белгород, 2001. — Ч.1.-С. 466-468.

27 Стойкость бетона в различной эксплуатационной среде (по результатам обследования Ангарских плотин) // Бетон и железобетон - пути развития: материалы I Всероссийской (международной) конференции по бетону и железобетону, 5-9 сентября 2005 г. Москва; В 5 томах. — М.:Дипак, 2005. — 728 с. — Том 4. Секционные доклады. Секция «Легкие и ячеистые бетоны. Долговечность железобетонных конструкций».- С.689+695 (Т.Ф. Шляхтина, А.М. Тигунцева)

28.Исследование возможности приготовления бетонов на несортированной гра-вийно- песчаной смеси с помощью математике) - статистических методов И Применение методов моделирования с целью совершенствования технологии производства строительных материалов: сб. докладов — Тольятти: ВНИИнеруд, 1974,- С. 37-41. (ПЛ. Старожицкий, EJI. Даниленко, Г Л. Гершанович)

29 Development of polystyrene cement heater for light weight enclosure structures // Труды междун. симпозиума по полимер бетонам.- М.: 1992.- С. 213-218. (И.Г. Рома-ненко, В.Г. Лемперт, Л.П. Нагрузова)

30 Corrosion processes in concrete of the dams on the river Angara.: Repair Rejuvenation and Enhancement of Concrete: Proceedings of the International Seminar held at the

University of Dundee, Scotland, UK on 5-6 September 2002- London, 2002- p. 55-64. .(AA.Sokolovskaya)

31 Strength of concrete in different operational media.- Concrete solutions Iм International Conference on Concrete Repair,ST-Malo, France 15-17 July 2003,-iwww.concrete - solutions, info)/- p.6. (Shlyakhtina T)

32 Прогрессивные методы использования внутреннего электрообогрева бетона на энергетических объектах: Обзорная информация - М.: Информэнерго, 1989. - 44 с. (Д.П. Кошевой, ГЛ. Гершанович и др.).

33 Пенополистиролцементные композиции в строительных материалах: Результаты исследований и внедрения в строительство,- Братск: БрГТУ, 2000.-147 с.

34 Методы зимнего бетонирования в условиях Севера: Учебное пособие для вузов,- Братск: ГОУ ВПО «БрГУ», 2005. - 104 с.

35 Пат. 2181707 Российская Федерация. Составляя изготовления легкобетонных изделий / М.А. Садович, И.В. Болыпедворова; заявитель и панентообладатель Братский гос. техн. унив-т - № 2181707; опубл. 20.03.2000

36 Пат. 2182141 Российская Федерация. Композиция для изготовления легкобетонных изделий / М.А. Садович, И.В. Болыпедворова; заявитель и панентообладатель Братский гос. техн. унив-т - № 2182141; опубл. 20.03.2000

Подписано в печать 20.09.2006 Формат 60 х 84 Vie Печать трафаретная. Уч.-изд. л .2,3. Усл.печ. л.2,3. Тираж 100 экз. Заказ] gj

Отпечатано в издательстве ГОУ ВПО «БрГУ» 665709, Братск, ул. Макаренко, 40

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1 Исследования технологии бетона и бетонных работ при возведении плотин.

1.1 Развитие представлений о влиянии технологии приготовления на качество бетона.

1.2 Влияние технологии бетонных работ и условий эксплуатации на долговечность бетонных конструкций и сооружений.

Глава 2 Основные положения математическо- статистической модели технологии приготовления бетона.

2.1. Выделение и оценка влияния нетехнологических факторов.

2.2 Классификация производственных факторов.

2.3 Метод расчёта гранулометрического состава смеси зернистых материалов - заполнителей.

2.3.1 Решение задачи улучшения стабильности грансостава зернистых материалов - заполнителей, подвергаемых классификации или смешиванию по n-независимым потокам (на примере с песком).

2.4 Экспериментальная оценка влияния изменчивости гранулометрического состава заполнителей на основные свойства бетонной смеси и бетона.

2.5 Влияние производственных факторов на изменчивость свойств заполнителей.

2.5.1 Влияние производственных факторов на изменчивость гранулометрического состава заполнителей.

2.5.2 Влияние производственных факторов на изменчивость влажности заполнителей.

2.6 Представление о процессе дозирования составляющих бетона и его статистические характеристики.

2.7Математико - статистическая модель влияния комплекса производственных факторов на основные свойства заводского бетона.

ВЫВОДЫ.

Глава 3 Формирование температурно- влажностных условий твердения бетона в процессе строительства и эксплуатации.

3.1 Регулирование температуры бетонной смеси в процессе приготовления.

3.1.1 Технологические мероприятия по использованию природных заполнителей.

3.1.2 Расчёт и регулирование температуры бетонной смеси.

3.1.3 Требования к компоновке бетонных хозяйств.

3. 2 Развитие методов зимнего бетонирования.

3.2.1 Метод расчёта параметров прогрева нагревательным изолированным проводом.

3.2.2 Требования к качеству монтажа нагревательного провода.

3.2.3 Основные положения технологических рекомендаций по обеспечению монолитности массивных конструкций с использованием управляемого периферийного прогрева.

3.3 Изменение температуры и влажности бетона в период строительства.

3.4 Температура бетона как результат взаимодействия системы среда - бетон» в процессе эксплуатации.

ВЫВОДЫ.

Глава 4 Состояние бетона длительно эксплуатируемых плотин.

4.1 Обследование и натурные испытания бетона.

4.1.1 Методические аспекты.

4.1.2 Результаты испытаний.

4.2 Исследование бетона образцов- кернов, полученных при контрольном бурении.

4.2.1 Методические особенности.

4.2.2 Анализ результатов испытаний.

4.2.3 Исследования микроструктуры «старого» бетона.

ВЫВОДЫ.

Глава 5 Коррозия бетона плотин в местах сосредоточеной фильтрации.

5.1 Представление о химизме воздействия воды на бетон.

5.1.1 Коррозия I вида.

5.1.2 Коррозия II вида.

5.2. Анализ агрессивности воды Усть - Илимского, Братского и

Иркутского водохранилищ.

5.3 Постановка наблюдений и методика отбора проб и испытаний.

5.3.1. Объекты исследований.

5.3.2 Отбор проб и методика испытаний.

5.4 Анализ результатов наблюдений за химическим составом фильтрата.

ВЫВОДЫ.

Глава 6 Влияние технологии бетона на долговечность плотин.

6.1 Анализ временной динамики фильтрационных расходов и выноса компонентов цементного камня.

6.2 Состояние бетона на контакте с фильтрующим потоком.

6.3 Прогнозирование пористости бетона морозостойких зон. Критерий морозостойкости.

6.4 Технология монолитного пенополистиролбетона.

6.4.1 исследование и опыт применения пенополистиролбетона в строительстве.

6.4.2 Исследование влияния структурообразующих факторов на свойства пенополистиролбетона.

6.4.3 Построение структурной модели прочности пенополистиролбетона309 6.5. Результаты отработки технологии бетонирования монолитных конструкций

6.5.1 Назначение состава пенополистиролбетона.

6.5.2 Способы укладки бетонной смеси.

6.5.3 Бетонирование монолитных конструкций.

6.5.4 Исследование деформативных свойств пенополистиролбетона.

6.6 Теплотехнический эквивалент тяжёлому бетону.

ВЫВОДЫ.

Исследования технологии бетона и бетонных работ при возведении плотин, получившие особенное развитие во времена великих строек на Севере и в других регионах Советского Союза, не потеряли своей значимости, а скорее приобрели новое звучание в настоящее время, когда после достаточно продолжительного периода эксплуатации плотин, появилась возможность оценки эффективности реализованных технологий с точки зрения долговечности плотин, т.е. их способности противостоять напору воды, агрессивным воздействиям окружающей среды, попеременному глубокому замораживанию и оттаиванию и ДР

Проведённые в такой постановке комплексные исследования представляют новый этап в изучении технологии, т.к. появляется возможность изучения наиболее уязвимых, слабых мест в бетонных плотинах, причин их проявления и способов предупреждения. Северная тематика исследований выбрана не случайно. Из-за особо суровых климатических и природных условий, в которых возводились плотины, потребовалось создание новой технологии бетона и бетонных работ при производстве работ в сжатые сроки с высоким качеством. Такая специфика диктует необходимость отдельного изучения всех аспектов технологии бетона в условиях Севера.

В качестве основной базы исследований выбраны плотины Ангарского каскада ГЭС: эксплуатируемые Братская и Усть-Илимская и возводимая Богучан-ская, для возведения и эксплуатации которых характерны уникальные по своей суровости климатические условия Севера (северной климатической зоны).

Для времени строительства Братской и Усть - Илимской ГЭС характерен всплеск творческой активности учёных и строителей, что нашло своё отражение в объёме публикаций и глубине проведённых исследований.

Достоверность полученных результатов и выводов проверялась путём сопоставления с результатами аналогичных исследований на близких по условиям строительства Бурсйской, Зейской, Красноярской и в отдельных вопросах южных плотин, в частности Токтогульской и др. ГЭС.

Всякая технология реализуется в виде последовательных технологических переделов или, так называемых, производственных факторов, которые занимают особое место в общем перечне факторов, влияющих на формирование свойств бетона плотин.

С развитием технологии и совершенствованием оборудования роль производственных факторов в формировании качества бетона плотин существенно возрастает. В технологии возведения бетонных плотин участвуют технологические комплексы большой протяжённости, работающие при высоких интенсив-ностях бетонирования, с использованием различной сложности механизмов, оборудования, систем автоматики. В таких условиях становится особенно важным определение эффективности отдельных устройств, технологических приёмов и технологии в целом.

Одной из особенностей возведения бетонных плотин является необходимость применения индивидуальных технологий, согласованных с климатическими и местными условиями строительства. В связи с этим, изучение влияния производственных факторов имеет конкретное приложение, в то время как используемая методика и соответствующие результаты исследований должны быть направлены на разработку общих положений, позволяющих дать оценку любым конкретным реализациям.

Получение количественных оценок влияния определённых технологических приёмов на выбранные, наиболее чувствительные к данному приёму, параметры качества бетонной смеси и бетона рассматривается в качестве основного результата исследований. Наличие таких оценок, полученных на основе изучения аналогов, позволяет выбрать технологическую схему проектируемого комплекса, обеспечивающую запроектированные показатели бетона в плотине, с ясным пониманием того, какие возможности содержатся в выбранной технологии и что следует назначить в качестве критерия успешной её реализации.

Учёт влияния технологии возведения плотин совершенно необходим при проектировании рационального состава бетона. В данном вопросе существуют разные подходы. В некоторых ситуациях под подобранные составы подгоняются технологии, исходя из того положения, что обеспечение проектного состава есть главное условие высокого качества бетона в плотине, и как следствие, стойкости последнего в процессе эксплуатации. Не исключая возможности на определённом подготовительном этапе такого подхода следует отметить, что воздействие технологии вносит порой весьма существенные коррективы в состав бетона и условия его твердения в теле плотины, и, если можно так выразится, преобразует его «под себя». Действительно, например, заданное составом соотношение компонентов может быть выдержано только в рамках достигнутой точности их дозирования и, как показывают детальные исследования, зависит существенно от точности сортирования заполнителей, их переменной влажности и др. Твердение бетона протекает в температурно- влажностных условиях в процессе возведения плотины с теми технологическими особенностями, которые присущи принятым методам бетонирования и выдерживания бетона в строительный период.

В дальнейшем, в процессе эксплуатации указанные условия формируются в основном под влиянием контактной воздушной и водной среды, характер которых зависит, в первую очередь, от климатических особенностей.

Таким образом, совершенно необходимый и ответственный этап проектирования и подбора составов бетона, дополненный учётом влияния технологии и условий эксплуатации на назначаемые показатели бетона, обеспечит всестороннюю обоснованность принимаемых решений.

Учёт влияния производственных факторов необходим также при рассмотрении вопросов экономики бетона с тем, чтобы назначаемые расходы наиболее дорогих компонентов (цемента, добавок) основывались на учёте изменчивости их свойств, а технологические решения были экономически рационализированы и эффективны.

Достаточно продолжительный (30- 40 лет) опыт эксплуатации бетонных плотин Ангарского каскада ГЭС в условиях Севера, который сопровождался всесторонними натурными наблюдениями, позволил создать базу данных для исследований, актуальность которых становится всё острее по мере старения плотин.

Настоящие исследования сосредоточены на анализе состояния бетона в частях или зонах плотин, испытывающих различные воздействия со стороны окружающей водной и воздушной среды с теми особенностями, которые присущи Северу. Кроме того, особое внимание уделяется местам сосредоточенной фильтрации через тело плотин по трещинам и др. дефектам, которые ведут своё происхождение со времени строительства и напрямую связаны с технологией бетона.

Попытка сопоставить конечный результат со средствами по его достижению и оценить полезность или, в каких- то проявлениях, недостаточную эффективность в целом титанических усилий по возведению плотин в условиях Севера является основной задачей исследований.

Актуальность и необходимость исследований технологии бетона рассматриваемой направленности отмечалась на XIV-м координационном совещании по гидротехнике «Влияние производственных факторов на качество бетона в гидротехнических сооружениях» (1974); на научных семинарах в Московском доме научно- технической пропаганды: «Статистический контроль качества» (1969), «Контроль и управление качеством» (1975); на Всесоюзном совещании в НИИЖБ «Автоматизация и совершенствование технологии и оборудования для приготовления бетонных смесей» (1978); «Гидротехника крайнего Севера» (1976), Красноярск. Вопросы технологии бетона нашли отражение в трудах Международного симпозиума по зимнему бетонированию в Москве (1975).

В последние годы резко возрастает интерес к исследованию состояния длительно эксплуатируемых бетонных конструкций и методам их ремонта. На ряде последних крупных конгрессов и конференций мирового уровня в числе других проблем непременно рассматриваются вопросы долговечности, ремонта и восстановления повреждённых в процессе эксплуатации конструкций различного назначения в т.ч. гидротехнического. Указанные особенности характерны для международной конференции «Долговечность и защита конструкций от коррозии», 1999, Москва; международных конгрессов «Creating with concrete», 1999 Dundee, Scotland; «Challenges of Concrete Construction» 2002, Dundee, Scotland; 1st International Conference on Concrete Repair, St- Malo, 2003 France; второй Всероссийской международной конференции по бетону и железобетону «Бетон и железобетон - пути развития» 2005, Москва.

Влияние различных аспектов технологии на качество бетона гидротехнических сооружений изучалось в работах Алексеева К.В., Бертова В.М., Гаркуна JI.M, ё Гинзбурга Ц.Г., Горохова В.В., Запорожца И.Д., Затворницкой Т.А., Зинченко Н.А., Иноземцева Ю.П., Кунцевича О.В., Литвиновой Р.Е., Осипова А.Д., Репьева Э.Н., Семененка С.Н., Стольникова В.В., Судакова В.Б, Тиллеса Р.С., Толкачёва JI.A., Уженкова Е.Я., Цулукидзе П.П., Шаркунова С.В. аналогичные исследования технологии монолитного бетона проводились Афанасьевым А.А., Арбеньевым А.С., Баженовым Ю.М., БатраковымВ.Г., Будепгг-ским Р.И., Вознесенским В.А., Головневым С.Г.Гнырей А.И., Комоховым П.Г., Кудяковым А.И., Крыловым Б.А., Мироновым С.А., Скрамтаевым Б.Г., Сова-ловым И.Г., Соркиным Э.Г., Фаликманом В.Р., Фельдманом Р., Хаютиным Ю.Г., Шестоперовым С.В., Шейкиным А.Е.

Натурные наблюдения за особенностями статической работы бетонных плотин Ангарского каскада ГЭС были осуществлены благодаря усилиям Суханова Г.К., Рагозина Д. А., Эйдельмана С .Я., Дурчевой В.Н., Соловьёвой З.И., Ерёмина И.С. и в настоящее время Шерстнёва А.Ф., Светличной Г.С. и др.

Наблюдения охватывали строительный и эксплуатационный периоды и включали замеры фильтрации через бетон напорного столба с определением химического состава фильтрата, что обеспечило возможность создания экспериментальной базы для изучения коррозии бетона напорного столба под воздействием Ангарской воды.

Наибольший вклад в развитие представлений об особенностях напряжённого состояния бетона плотин, возводимых и эксплуатируемых в условиях Севера, внесли работы Эйдельмана С.Я., Дурчевой В.Н., Трапезникова Л.П., Гинзбург С.М., Епифанова А.П., Марчука А.Н. и др. В основе проведённых исследований лежит представление о неразрывной связи между особенностями напряжённого состояния бетона в процессе строительства и в течение последующей эксплуатации.

Как уже отмечалось, аналогичную направленность имеют рассматриваемые исследования технологии бетона.

Необходимость осмыслить опыт эксплуатации плотин Ангарского каскада возникла также в связи с мониторингом их состояния, предпринятым эксплуатирующей организацией (Иркутскэнерго), которая финансировала работы по обследованию, контрольному бурению и специальным исследованиям бетона. Полученные оценки и выводы о состоянии бетона плотин на момент обследования становятся, таким образом, контрольными для более поздних испытаний, что придаёт исследованиям дополнительную практическую ценность.

Таким образом, целью исследований является разработка основных теоретических положений экспериментально- расчётного метода оценки влияния наиболее значимых факторов строительного и эксплуатационного периодов на долговечность плотин в условиях северной климатической зоны.

Для достижения указанной цели необходимо было, в первую очередь, создать математике - статистическую модель технологии приготовления бетона, учитывающую совместное влияние влажности и гранулометрии заполнителей, точности дозирования составляющих, регулирования количества дозируемой воды, процесса перемешивания в смесителе на основные показатели (и их стабильность) бетонной смеси и бетона заводского приготовления. Выбор указанного технологического процесса в качестве первого этапа исследований объясняется его значительной протяжённостью и относительной законченностью, когда бетонная смесь в готовом виде поступает на следующие технологические переделы: укладку и твердение. При этом имеется в виду, что именно на данном этапе происходит превращение никоим образом не связанных прежде между собой компонентов в вязкую структурированную жидкость - бетонную смесь, обладающую известными чудесными свойствами. Происходит рождение бетона т.е. один из самых ответственных моментов его дальнейшей жизни: молодости, расцвета, старения и на каком- то отрезке времени - конца. Решению указанной задачи посвящены основные разделы глав 1 и 2.

Из факторов строительного периода для условий Севера наибольшую значимость приобретает температурно- влажностный режим твердения бетона. Рассмотренные в этом плане методы зимнего бетонирования массивных блоков плотины дают представления об особенностях температурного режима периферийных частей конструкций, подверженных наиболее опасному замораживанию бетона в раннем возрасте.

В существенно других температурно- влажностных условиях находятся отдельные зоны бетона плотины, подставленной под напор. В этой связи выделяются зоны, контактирующие с воздушной и водной средой со всеми особенностями климата и сложившегося режима колебаний уровня воды в водохранилищах и нижнем бьефе. Формирование температурно- влажностных условий твердения бетона в процессе строительства и эксплуатации рассмотрено в главе 3.

Состояние бетона длительно эксплуатируемых плотин, определённое по результатам осмотра и специально поставленных натурных испытаний и сопоставленное с контрольными испытаниями бетона в процессе строительства а также, с результатами оценки влияния производственных факторов составляет содержание главы 4.

Особое внимание уделялось исследованию состояния бетона в местах концентрированной фильтрации по трещинам, строительным швам и др. дефектам строительного периода, которые сообщаются с В.Б. и ,как следствие, фильтруют под напором. Необходимо отметить недостаточную изученность этого вопроса и его особенную актуальность, поскольку наличие (или отсутствие) фильтрации , её величины и временной динамики является главным критерием достигнутой водонепроницаемости напорного фронта плотины. Вопросы коррозии бетона в местах сосредоточенной фильтрации изложены в главе 5.

Известно, что исследования причин того или иного явления, дополненное предложениями по устранению нежелательных или вредных его последствий представляют отдельную задачу. В этом плане были изучены пенополистирол-цементные композиции, обладающие такими теплофизическими показателями, при которых они могут быть использованы в качестве наружного слоя поверхности глухих плотин для целей регулирования глубины сезонного промерзания наружных зон с тем чтобы уменьшить или совсем устранить его влияние на сезонный характер фильтрации через напорную грань. Указанные вопросы а также оценка состояния напорного столба в местах сосредоточенной фильтрации и зоны переменного уровня воды после 30 4- 40 летней эксплуатации Братской и Усть-Илимской плотин составляют содержание главы 6.

Заключение содержит основные выводы и предложения по совершенствованию технологии бетона при возведении плотин в условиях Севера.

ВЫВОДЫ

1) Влияние технологии бетона на долговечность плотин отдельно исследовалось в наиболее ответственных за состояние плотин местах сосредоточенной фильтрации и зоне переменного уровня воды в Н.Б.

2) Последствия сосредоточенной фильтрации по трещинам в напорном фронте, детально изученные на примере Усть - Илимской плотины, проявляются в виде увеличения размеров и объёма капиллярных пор в бетоне, контактирующем с фильтрационным потоком. Указанное влияние убывает по мере удаления от трещины и , учитывая статистический разброс, становится незначимым на расстоянии более 16 4- 20 см.

3) Пористость бетона (как прочность и др. параметры) - случайная величина, распределённая по нормальному закону. На контакте с трещиной в распределении величины пористости появляется положительная ассиметрия, что отражает последствия выноса фильтрующей водой СаО и Na20 из цементного камня.

4) Оценка технологической составляющей причин недостаточной стойкости бетона к размыву в районе трещин позволила сформулировать критерий стойкости бетона в зоне фильтрации, который получил следующее выражение (для генеральной совокупности): min,p=o,95 - 25 МПа (в проектном возрасте) соответственно (Ц/В)тш, р=о,95 ^ 1,44 (на стадии приготовления).

5) Расчёт пористости морозостойкого бетона в Н.Б. был проведён благодаря наличию данных о колебаниях водосодержания бетонной смеси (расчи-танных по математико - статистической модели технологии приготовления бетона) и количестве химически связанной воды, определенной экспериментально.

6) Совместное рассмотрение кривых нормального распределения капиллярной пористости морозостойкого и подводного (неморозостойкого) бетона даёт возможность оценить с какой вероятностью структура пор морозостойкого бетона не соответствует морозостойкой зоне (в рассмотренном конкретном примере такая вероятность составила 15 %).

Отражением недостаточной стабильности свойств бетона морозостойкой зоны является наличие участков менее стойкого бетона, что особенно ярко проявляется в наиболее суровых условиях эксплуатации в Н.Б. Технологические причины нестабильности свойств бетона рассмотрены в главах 1,2,3.

7) Проведенные исследования особенностей формирования структуры пенополистиролбетона нашли отражение в результатах оценки влияния соотношения составляющих на свойства бетонной смеси и бетона, особенностей пластификации смеси, выборе структурных характеристик, подборе состава бетона и др. состава бетона и др.

8) Бетонирование фрагмента монолитных конструкций показало насколько применимы для пенополистиролбетона традиционные технологические приемы приготовления укладки и уплотнения бетона в конструкции. Были установлены наиболее эффективные приемы уплотнения смеси вибрированием, доказана возможность использования опалубочной системы, предназначенной для тяжелого бетона, отработаны способы приготовления бетонной смеси. Натурные наблюдения, проведенные в течении 10 лет позволили по состоянию бетонной поверхности оценить атмосферо и морозостойкость бетона в суровых условиях Братска, трещиностойкость неарми-рованных конструкций, качество лицевых поверхностей.

Результаты, проведенных комплексных исследований позволяют сделать заключение о возможности использования пенополистиролбетона в качестве конструкционно — теплоизоляционного материала в монолитных конструкциях плотин.

9) Для промерзаемой двухметровой зоны низовой грани из тяжёлого бетона эквивалентная толщина пенополистиролбетона составит 24 см. Наличие на низовой грани защитного теплоизоляционного слоя переместит сезонную амплитуду колебаний температур на толщину эквивалентного слоя и существенно изменит статическую работу плотин таким образом, что влияние сезонных колебаний температуры воздуха на работу напорного столба может быть сведено к минимуму.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В соответствии с поставленной целью автором были разработаны основные положения экспериментально - расчетного метода оценки влияния комплекса наиболее значимых производственных, эксплуатационных и других факторов на прочность, плотность, морозо- и коррозионную стойкость и другие важнейшие показатели бетона плотин, возводимых в условиях Северной климатической зоны, в рамках которого были получены следующие основные результаты, имеющие научно- практическое значение:

1. Разработана оригинальная математико-статистическая модель технологического процесса приготовления бетона в условиях северной строительной площадки;

2. Предложен новый метод расчета состава зернистых материалов-заполнителей, учитывающий изменчивость зернового состава и влияние основных производственных факторов, включая процесс дозирования;

3. Исследовано влияние производственных факторов приготовления и укладки бетона в плотину на формирование температурно-влажностных условий твердения бетона в строительный период;

4. Исследовано формирование температурно-влажностных условий в процессе эксплуатации плотин с учетом особенностей, присущих режиму водного и воздушного бассейна в условиях северной климатической зоны;

5. Проведён анализ состояния бетона длительно эксплуатируемых Северных плотин, позволяющий дать оценку эффективности технологии возведения плотин с точки зрения конечного результата - долговечности плотин в реальных условиях эксплуатации;

6. Раскрыты особенности химизма коррозии бетона в местах сосредоточенной фильтрации через тело плотин по трещинам и другим дефектам в напорном фронте, что позволило оценить их потенциальную опасность для эксплуатационной надёжности плотин;

7. Рассмотрение производственных факторов строительного периода возведения плотин в технологической последовательности от заготовки заполнителей до выдерживания бетона в конструкции явилось необходимым условием оценки значимости влияния изучаемых производственных факторов на основные параметры бетона в сооружении. Если влияние факторов технологии приготовления бетона может быть оценено по результатам анализа общей математико-статистической модели процесса, то влияние факторов укладки и твердения бетона зависит от реализованных технологий и соответствующих условий существования бетона в конструкции.

8. Непосредственное влияние окружающей бетон водной и воздушной среды в процессе эксплуатации проявляется с поверхности тела плотин на небольшую глубину до 10 + 16 см. На контакте с воздушной средой формируется отличная от массива система капиллярных пор, на контакте с водной средой растворяются компоненты цементного камня, что в конечном счете также приводит к изменению прочности и структуры пор бетона. Совместное воздействие водной и воздушной среды в В.Б. и Н.Б. плотин является источником проявления сложных процессов в бетоне, сочетающих водонасыщение с замораживанием. В некоторых случаях, в частности в Н.Б., имеет место разрушение бетона на отдельных участках конструкций из-за достаточно высокой вероятности (-15%) использования неморозостойкого в данных условиях бетона.

9. Бетон массива плотины, будучи лишен влагообмена с окружающей средой, находится в наиболее благоприятных условиях стабильной температуры и влажности. Тем не менее, 30 40-летний бетон обладает достаточно развитой системой капиллярных пор, показатели изменчивости которой вполне достоверно прогнозируются расчетом с использованием средств математико-статистической модели приготовления бетона.

10. Анализ динамики фильтрационных расходов и их классификация позволили разделить фильтрующие трещины по характеру временного дрейфа на две основные группы: с затухающими расходами и с дрейфующими расходами при наличии (отсутствии) сезонных пиков. Самозалечивание трещин с затухающими расходами объясняется отложением по путям фильтрации кальцита, поставщиком которого является вода водохранилища. Обязательным условием самозалечивания трещин является ограничение по величине фильтрационных расходов (до 0,02 - 0,1 л/мин на 1 м трещины или на 1 дрену). «Дышащие» трещины наиболее опасны, т.к. пиковые расходы могут составлять более 100 л/мин. Анализ динамики фильтрационных расходов на примере Усть-Илимской плотины подтвердил их сезонный характер и связь с глубиной сезонного промерзания открытой низовой грани плотины. В этой связи предлагается технология теплозащиты низовой грани из монолитного пенополистиролбетона толщиной 25 см.

11. Предложения по совершенствованию технологии возведения плотин в условиях Севера содержат комплекс мероприятий, вклад которых в формирование основных показателей бетона рассмотрен на конкретных многочисленных примерах возведения Северных и отдельных Южных плотин.

12. Определенны направления по совершенствованию технологии бетона зоны переменного уровня в Н.Б. с целью повышения стабильности параметров высокоморозостойкого бетона. Главное условие улучшения технологии, при всех необходимых мероприятиях по повышению морозостойкости бетона при проектировании состава, - существенное снижение изменчивости водосодержания бетона и соответствующих параметров капиллярной пористости бетона.

13. В зимний период бетонирования плотин температура бетона формируется в процессе приготовления под влиянием специальных технологических мероприятий по термоподготовке заполнителей. При укладке по методу термоса поддерживается благоприятный щадящий температурный режим твердения бетона в сооружении, который ограничивает как максимальные температуры, так и перепады между поверхностью и центром массивных конструкций. Использование управляемого периферийного прогрева расширяет возможности поддержания оптимального режима твердения бетона.

В заключение отметим, что несмотря на всю сложность взаимодействий влияющих факторов технологии строительного периода и последующей эксплуатации показана возможность системного анализа и оценки вклада технологии в стабилизацию свойств бетона, способного к длительному существованию во всех зонах плотин, включая экстремальные по воздействию на бетон.

1. Адлер, Ю.П., Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий/ Ю.П.Адлер, Е.В.Маркова, Ю.В. Грановский. М.: Изд. «Наука», 1976.- 275 с.

2. Алекин, О.А. Гидрохимия / О.А. Алёкин,- Л.: Стройиздат, 1970- 287 с.

3. Алексеев, К.В. Гидротехнический бетон плотины Братской гидростанции./ К.В. Алексеев // Гидротехническое строительство, I960.- № 12.- С.15-18.

4. Алексеев, К.В. Зимнее бетонирование на Братской и Усть-Илимской ГЭС/ К.В.Алексеев, Г.Л. Гершанович, М.А. Садович // Второй международный симпозиум по зимнему бетонированию. Том I.- М.: Стройиздат, 1975. Том I,-с.183-190.

5. Алексеев, С.Н. Долговечность железобетона в агрессивных средах / С.Н. Алексеев, Ф.М. Иванов, Н. Модры, П. Щиссль,- М.: Стройиздат, 1990.- 320 с.

6. Арбеньев, А.С. Технология бетонирования с электроразогревом смеси / А.С. Арбеньев. М.: Стройиздат, 1975. - 108 с.

7. Арбеньев, А.С. Возникновение и развитие технологии бетонирования с электроразогревом смеси / А.С. Арбеньев.: http.www.e-concrete.ru, 23.10.03.

8. Афанасьев, А.А. Интенсификация работ при возведении зданий и сооружений из монолитного железобетона / А.А. Афанасьев. М.: Стройиздат, 1990.-384 с.

9. Афанасьев, А.А. Технология строительных процессов: учебник для вузов /А.А. Афанасьев, Н.Н. Данилов, В.Д. Копылов и др.- 2-е изд., перераб.-М.: Высш.шк., 2001.- 464 с.

10. Баженов, Ю.М., Математические методы в совершенствовании технологии бетона / Ю.М. Баженов, В.А. Вознесенский, И.Г. Совалов // Бетон и железобетон. 1970.- № 9. - С. 10-13.

11. Баженов, Ю.М. Способы определения состава бетона различных видов/Ю.М. Баженов. М.: Стройиздат, 1972.- 268 с.

12. Баженов, Ю.М. Получение бетона заданных свойств / Ю.М. Баженов, Г.И. Горчаков, JI.H. Алимов, В.В. Воронин. М.: Стройиздат, 1978.- 250 с.

13. Баженов, Ю.М. Технология бетона: учеб. пособие для вузов / Ю.М. Баженов.- М.: Высш. Школа, 1978.- 455 с.

14. Банков, А.А. Собрание трудов М., JI: Издательство Академии наук СССР, 1948.-том V.- 272 с.

15. Батраков, В.Г. Модифицированные бетоны. Теория и практика.- 2-е изд., перераб. и доп./ В.Г. Батраков. -М.: АО «Астра семь», 1998.—768 с.

16. Ботвинкин, О.К Лабораторный практикум по общей технологии силикатов и техническому анализу строительных материалов / O.K. Ботвинкин, Г.И. Клюковский, Л.А. Мануйлов.- М.: Изд. лит. по строительству, 1966.- 400 с.

17. Бендат, Дж. Измерение и анализ случайных процессов (пер. с англ.) / Джорж Бендат., А. Пирсол. М.: Мир, 1971.- 144 с.

18. Бруссер М.И. Разработка и внедрение статистических методов контроля прочности бетона / М.И. Бруссер //IX Всесоюзная конференция по бетону и железобетону: сб.науч.тр./НИИЖБ.- М.:НИИЖБ, 1983.- с. 130-133.

19. Бокс Дж. Анализ временных рядов, прогноз и управление. Пер. с англ. / Дж. Бокс, Г. Джекинс. -М: Мир, 1974.- Вып.1.- 406 с.

20. Большее, JI.H. Таблицы математической статистики / JI.H. Большее, Н.В. Смирнов. М.: Наука, 1967.- 400 с.

21. Бродский, В.З. Введение в факторное планирование эксперимента / В.З. Бродский. М.: Наука, 1976.- 144 с.

22. Брюханов, Г.В. Особенности технологии бетона на Усть Илимской ГЭС / Г.В. Брюханов, М.А. Садович, Б.В. Шайкин // Гидротехническое строительство. - 1973.- №1. - С. 3-5.

23. Будештский, Р.И. Элементы теории прочности зернистых композиционных материалов (типа бетонов) / Р.И. Будештский.- Тбилиси: изд. «Мец-ниереба», 1972.- 82 с.

24. Будештский, Р.И. К вопросу об однородности бетона в эксплуатируемых сооружениях/ Р.И. Будештский // Гидротехническое строительство. -1965.- № 3- С.15-16.

25. Будештский, Р.И. Разработка статистической методики прогнозирования качества бетона / Р.И. Будештский //Статистический контроль качества бетона: материалы науч. техн. семинара.- М.: МДНТП, 1969. С.20-22.

26. Бужевич, Г.А. Прочность и деформативность керамзитополистирол-бетона./ Г.А. Бужевич, А.С. Тарадыменко // Бетон и железобетон,- 1974.-№ 8 .-С.15-18.

27. Вербецкий, Г.П. Прочность и долговечность бетона в водной среде / Г.П. Вербецкий.- М.: Стройиздат, 1976.- 128 с.

28. Влияние производственных факторов на свойства бетона. Л.: ЛИ-ИПС.-1931.- Вып.6.

29. Вознесенский, В.А. Однородность как критерий оценки качества бетона / В.А Вознесенский, Ю.П. Должиков, В.Г. Лапин. Кишинёв: НЭИНТИ, 1967.- С6-9.

30. Вознесенский, В.А. Активный эксперимент при рецептурно- технологическом моделировании. / В.А. Вознесенский, B.C. Калмуцкий и др. // Проблемы планирования эксперимента М.: Наука, 1969.- 85 с.

31. Вознесенский, В.А. Статистические решения в технологических задачах / В.А. Вознесенский. Кишенёв: Кртя Молдованяскэ, 1968.- 102 с.

32. Вознесенский, В.А. Статистический метод определения активности цемента по результатам ранних испытаний / В.А. Вознесенский, Ю.П. Должиков и др. //Труды координационных совещаний по гидротехнике Л.: Энергия, 1971. - Вып.бО.

33. Гордон, С.С. Структура и свойства тяжёлых бетонов на различных заполнителях / С.С. Гордон,- М.: Стройиздат, 1969.- 149 с.

34. Гаркун, Л.М. Контроль однородности заполнителей бетона на строительстве Красноярской ГЭС / Л.М.Гаркун, С.А. Тульский // Труды координационных совещаний по гидротехнике. Л.: Энергия, 1968. - Вып.41

35. Гершанович, Г.Л. Первый опыт зимних бетонных работ в Братскгэс-строе / Г.Л. Гершанович // Гидротехническое строительство. 1960. - № 7. - С. 4-8.

36. Гершанович, Г.Л. Зимняя сортировка заполнителей на Братскгэсстрое / Г.Л. Гершанович // Гидротехническое строительство. 1963.- № 2.- С. 10-16.

37. Гершанович, Г.Л. Вопросы технологии сухой зимней сортировки заполнителей для гидротехнического бетона и исследование их качества / Гершанович Г. Л.//Автореферат дисс. канд. тех. наук / ВНИИГ им. Веденеева Л. :, 1963.-29 с.

38. Гершанович, Г.Л. Статистические способы оценки однородности заполнителей и их практическое применение / Г.Л. Гершанович // Труды координационных совещаний по гидротехнике Л.: Энергия, 1966. - Вып.26.

39. Гершанович, Г.Л. Вопросы организации контроля качества бетонных работ на крупных гидротехнических строительствах. / Г.Л. Гершанович, М.А. Садович. // Труды координационных совещаний по гидротехнике. Л.: Энергия, 1968. - Вып. 41.- С.238-241.

40. Гинзбург, Ц.Г. Пластифицирующие добавки в гидротехническом бетоне / Ц.Г. Гинзбург. M.,JI.: Госэнергоиздат, 1956,- 144 с.

41. Гидроизоляционные сухие строительные смеси и добавки. ЗАО «НП ЦМИД» // Сборник рекламных проектов. Санкт-Петербург, 2003.- 10 с.

42. Гинзбург, Ц.Г. Анализ и сопоставление проектных и фактических данных по бетону плотины Братской ГЭС / Ц.Г. Гинзбург, Д.Ф. Ершов // Совещание по строительству высоких бетонных плотин на скальном основании. -М., 1964.-С.12-16.

43. Головнёв, С.Г. Оптимизация методов зимнего бетонирования / С.Г.Головнёв Л.: Стройиздат, 1983. - 235 с.

44. Горохов, В.В. Неоднородность бетонов и меры для её устранения / В.В. Горохов. М.: Оргэнергострой, 1957. - 56 с.

45. Горохов, В.В. Дефекты структуры гидротехнического бетона /В.В. Горохов. Л.: Энергия, 1965.- 65 с.

46. Горчаков, Г.И. Повышение морозостойкости бетона в конструкциях промышленных и гидротехнических сооружений / Г.И. Горчаков, М.М. Капкин, Б.Г. Скрамтаев. М.: Стройиздат, 1965.- 196 с.

47. Гранковский, И.Н. Оптимизация составов бетона с учётом неоднородности свойств заполнителей, консистенции бетонной смеси и прочности бетона/ И.Н. Гранковский.// Автореф. дисс. канд. тех. наук / ОИСИ Одесса, 1974.- 23 с.

48. Даниленко, Е.Л. Статистический контроль и управление качеством бетона / Даниленко Е.Л., Садович М.А. // Бетон и железобетон. 1975.- № 1.-С.10-11.

49. Даниленко, Е.Л. Система статистического контроля и управление качеством бетона на строительстве Усть Илимской ГЭС / Е.Л. Даниленко, М.А. Садович, П.Я. Старожицкий // Энергетическое строительство.-1974.- № 2,-С.43-47.

50. Даниленко, Е.Л. Некоторые вопросы статистического контроля и управления производством (с приложением на строительстве Усть Илимской ГЭС) / Е.Л. Даниленко. //Авторефферат дисс. кан. тех. наук / Томский политехнический институт - Томск:, 1976.- 22 с.

51. Днепровский, А.В. Опалубочные работы при строительстве плотин / Днепровский А.В., Фрейдман В.Б.- М.: Энергоиздат, 1982.- 104 с.

52. Дворкин, Л.И. Оптимальное проектирование гидротехнического бетона / Л.И. Дворкин, М.Ш. Файнер, В.А. Шушпанов //Гидротехническое строительство. 1976.- № 6.- С. 12-14.

53. Дорф, В.А. Возможность применения нормального распределения при статистическом контроле прочности бетона / В.А. Дорф /Труды ВНИИжелезо-бетона. М.: Стройиздат, 1972. - Вып.19.- С.35-36.

54. Дорф, В.А. О статистическом контроле прочности бетонов по ГОСТ 18105-72 / В.А. Дорф, Хаютин Ю.Г. //Энергетическое строительство. 1973 -№ 8.- С.40-43

55. Дурчева, В.Н. Влияние отрицательной температуры на физико- механические свойства бетона и статическую работу высоких бетонных плотин/ В. Н. Дурчева // Автореферат дис. канд. тех. наук.- JI.:, 1972.- 26 с.

56. Дурчева, В.Н. Натурные исследования монолитности высоких бетонных плотин./ В.Н. Дурчева.- М.: Энергоатомиздат, 1988- Б-ка гидротехника и гидроэнергетика,- Вып. 90. 120 с.

57. Завалишина, Т.В. Регулируемый режим тепловой обработки бетона при зимнем бетонировании буронабивных свай в сезонномёрзлом грунте / Т.В. Завалишина. // Автореф. дисс. канд. техн. Наук / НГАСУ. Новосибирск, 2002. -22 с.

58. Запорожец, И.Д. Тепловыделение бетона / И.Д. Запорожец, С.Д. Окороков, А.Н. Парийский. Д.: Изд. Литературы по строительству, 1966,- 270 с.

59. Затворницкая, Т.А. Литые бетоны в гидро-энергетическом строительстве / Т.А. Затворницкая, С.А. Коняева, Б.Ф. Микулович М.: Энергия, 1974.-112 с.

60. Зеличенок, Г.Г. Автоматизированные и механизированные бетонные заводы / Г.Г. Зеличенок. М.: Высшая школа, 1969. - 364 с.

61. Зинченко, Н.А. Влияние транспортно- складской схемы на качество заполнителей для бетона / Н.А. Зинченко, Л.М. Гаркун // Гидротехническое строительство. 1967.- № 8.- С.10-11.

62. Зедгинидзе И.Г. Планирование эксперимента для исследования многокомпонентных систем / Зедгинидзе И.Г.- М.: Наука, 1976.- 390 с.

63. Македонский, В.М. Разрезка массивных бетонных сооружений на блоки бетонирования / Македонский В.М., Матвеев Б.П, Суханов Г.К., Терен-тьев Е.Н., Фриштер Н.И.- М.: Энергия, 1969.- 150 с.

64. Кайсер, JI.A. Современное состояние и перспективы в области контроля и управления качеством бетона/ JI.A. Кайсер// Контроль и управление качеством бетона: материалы семинара М.: МДНТП, 1975.- С. 13-16.

65. Конько, В.В. Опыт внедрения кремнийогранического полимера ГКЖ -94 на строительстве Зейской ГЭС / В.В. Конько, В.М. Бертов // Бетон и железобетон.- 1976,- № 7.- С.9-11.

66. Кузьмин, К.К. Технология бетонных работ на строительстве Саяно-Шушенской ГЭС / Кузьмин К.К. // Гидротехнический бетон и его работа в сооружении: материалы конференций и совещаний по гидротехнике. -JL: Энерго-атомиздат, 1984.- С. 16-23.

67. Крутов, Д.А. Развитие методов натурных исследований гравитационных плотин, возводимых в районах с суровыми климатическими условиями / Крутов Д.А. //Автореферат дисс. канд. техн. наук / МГУП. М., 2005 .- 24 с.

68. Левых, Э.Б. Влияние производственных факторов при приготовлении бетонной смеси на однородность бетона по прочности / Э.Б. Левых. // Статистический контроль качества бетона: материалы семинара М.: МДНТП, 1969.-С.25-27.

69. Левых, Э.Б. Исследование влияния технологических фактров, действующих при приготовлении бетонной смеси, на однородность бетона по прочности/ Э.Б. Левых.// Автореф. дисс. канд. тех. наук / ИОСИ Одесса, 1967.-26 с.

70. Левин, JI.H. Факторы, влияющие на изменчивость бетонной смеси и бетона, и пути их устранения / J1.H. Левин // Контроль и управление качеством бетона: материалы семинара-М.: МДНТП, 1975.- С.26-29.

71. Лермит, Р. Проблемы технологии бетона / Р. Лермит М.: Госстрой-издат, 1959.-230 с.

72. Мельников, А.Г. Цементация строительных швов в промороженном бетоне на строительстве Усть-Илимской ГЭС / А.Г. Мельников, Б.Г. Фомин, Ф.Б. Фрейдман // Энергетическое строительство. 1977. - № 2. - С. 36-39.

73. Методические рекомендации по применению нагревательных проводов и кабелей при выполнении общестроительных работ в зимних условиях (ЦНИИОМТП). М.:, 1986. - 88 с.

74. Михайлов, В.В. О математической модели жёсткости бетонной смеси / В.В. Михайлов, Э.Г. Соркин // Бетон и железобетон. 1968.- № 6.- С. 14-16.

75. Миронов, С.А. Теория и методы зимнего бетонирования.- 3-е изд. пе-рераб. и доп./ С.А. Миронов. М.: Стройиздат, 1975. - 700 с.

76. Мухортов, И.Д. Воздушная известь в отделке зданий / И.Д. Мухар-тов.- М.: Изд. Минкомхоз РСФ, 1964.- 60 с.

77. Михайленко, Г.В. Применение математического моделирования для исследования прочности бетона, пластичности бетонной смеси и оптимизации составов бетона / Г.В. Михайленко // Автореф. дисс. канд. тех. наук / ОИСИ -Одесса, 1973.- 28 с.

78. Москвин, В.М. Коррозия бетона и железобетона, методы их защиты /В.М. Москвин, Ф.М. Иванов, С.Н. Алексеев, Е.А. Гузеев.- М.: Стройиздат, 1980.- 536 с.

79. Налимов, В.В. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов / В.В. Налимов, Н.А. Чернова. М.: Наука, 1965.- 412 с.

80. Непорожний, П.С. Технический прогресс в производстве и организации бетонных работ на современном этапе гидротехнического строительства / П.С. Непорожний // Энергетическое строительство. 1975. - № 1.-С.З-6.

81. Нисневич, МЛ. Контроль качества щебня , гравия и песка для строительных работ / M.JI. Нисневич, Б.Я. Рамзес.- М.: Госиздат по строительству и стройматериалам, 1963.- 189 с.

82. Пантелеенко, В.Н. Морозостойкость бетона с добавками вспененного полистирола / В.Н. Пантелеенко // Добавки кгидротехническим бетонам: материалы конференций и совещаний по гидротехнике,- Л.:Энергия, 1978.- Вып. № 118,- С. 37- 40.

83. Пат. 2181707 Российская Федерация. Состав для изготовления легкобетонных изделий / М.А. Садович, И.В. Болыпедворова; заявитель и панен-тообладатель Братский гос. техн. унив-т № 2181707; опубл. 20.03.2000

84. Пат. 2182141 Российская Федерация. Композиция для изготовления легкобетонных изделий / М.А. Садович, И.В. Болыпедворова; заявитель и па-нентообладатель Братский гос. техн. унив-т № 2182141; опубл. 20.03.2000

85. Петрухно, Е.П. Опыт внедрения термоактивного обогрева бетона / Е.П. Петрухно // Гидротехническое строительство. 1980. - № 8. - С. 41- 44.

86. Попова, О.С. Новые добавки для гидротехнических бетонов // Гидротехническое строительство / О.С. Попова- 1978. № 9.- С.20-21.

87. Прогрессивные методы использования внутреннего электрообогрева бетона на энергетических объектах: Обзорная информация / М.А. Садович, Д.П. Кошевой, Г.Л. Гершанович и др. М.: Информэнерго, 1989. - 44 с.

88. Петров, Г.Д. Бетонное хозяйство на крупных строительствах / Г.Д. Петров.- М.: Госэнергоиздат, I960.- 415 с.

89. Ратинов, В.Б. Добавки в бетон. /В.Б. Ратинов, Т.Н. Розенберг -М.: Стройиздат, 1973.- 207 с.

90. Репьев, Э.Н. Прогноз изменчивости прочности гидротехнического бетона / Э.Н. Репьев, И.Н. Гранковский // Энергетическое строительство. -1973.-№ П.- С.20-22.

91. Репьев, Э.Н. Уточнение статистических связей между показателями реологических свойств бетонной смеси / Э.Н. Репьев, И.Н. Гранковский // Энергетическое строительство. 1971. - № 12.- С. 15-16.

92. Руководство по электротермообработке бетона (НИИЖБ). М.: Стройиздат, 1974. - 255 с.

93. Руководство по зимнему бетонированию с применением метода термоса (НИИЖБ).- М.: Стройиздат, 1975.- 192 с.

94. Руководство по применению бетонов с противоморозными добавками (НИИЖБ). М.: Стройиздат, 1976. - 80 с.

95. Сколько цемента в плотине? / Садович М.А.// Восточно Сибирская правда. - 1972. - № 65.

96. Садович, М.А. Влияние возраста на неоднородность прочности бетона / М.А. Садович, E.J1. Даниленко // Гидротехническое строительство.1974.-№ 11.-10-13.

97. Садович, М.А. Улучшение гранулометрического состава мелких заполнителей / М.А. Садович, E.J1. Даниленко // Строительные материалы.1975. № 9.- С.27-28.

98. Садович, М.А. Опыт эксплуатации и эффективность узла контрольного грохочения заполнителей на бетонном заводе Усть Илимской ГЭС / М.А. Садович, E.JI. Даниленко // Энергетическое строительство. - 1975. - № 6.-С.27-30.

99. Садович, М.А. Шлакопортландцемент для гидротехнических сооружений в суровых климатических условиях / М.А. Садович, B.J1. Панкратов, А.Д. Осипов, А.В. Василик, Ю.Н. Терехин // Гидротехническое строительство. 1975.- № 8,- С.15-18.

100. Садович, М.А. Система бальных оценок качества бетонных работ на строительстве Усть Илимской ГЭС / М.А. Садович, E.J1. Даниленко // Гидротехническое строительство. - 1976. - № 7,- С.7-9.

101. Садович, М.А. Особенности технологии бетонирования водослива Усть Илимской ГЭС / М.А. Садович, М.В. Шостаковская // Бетоны для водопропускных сооружений: материалы конференций и совещаний по гидротехнике - Л.: Энергия, 1980.- С.97-100.

102. Садович, М.А. Влияние технологических факторов на изменение водопотребности и водосодержания заводской бетонной смеси / М.А. Садович // Энергетическое строительство. 1977. - № 9.- С.88-92.

103. Садович, М.А. Методика оценки влияния производственных факторов на однородность свойств заводских бетонных смесей / М.А. Садович // Материалы конференций и совещаний по гидротехнике. Л.: Энергия, 1978. -Вып. 121.- С.32-36.

104. Садович, М.А. Исследование влияния производственных факторов на качество гидротехнического бетона / Садович М. А. // Автореферат дисс. канд. техн. наук / ЛИИЖТ,- Л., 1980 26 с.

105. Садович, М.А. Гидротехнический бетон Усть Илимской ГЭС / М.А. Садович// Гидротехническое строительство.- 1982.- № 11.- С. 19-23.

106. Садович, М.А. Влияние регулирования количества дозируемой воды на качество бетона /М.А. Садович // Энергетическое строительство.- 1985.- № 8. С. 64-66.

107. Садович, М.А. Пути повышения эффективности контроля и управления качеством гидротехнического бетона (по опыту Братскгэсстроя) / М.А. Садович // Энергетическое строительство.- 1985.- № 10.- С.38-40.

108. Садович, М.А. О бетонах на несортированный песчано- гравийной смеси (по опыту строительства ГЭС Ангарского каскада) / М.А. Садович, Г.Л. Гершанович // Энергетическое строительство,- 1985.- № 10.- С.50-54.

109. Садович, М.А. Организация технологического процесса приготовления бетонных смесей в суровых климатических условиях: методические рекомендации /М.А. Садович. Братск: БрИИ, 1986. - 20 с.

110. Садович, М.А. Прогрессивные методы использования внутреннего электропрогрева бетона на энергетических объектах / М.А. Садович, Д.П. Кошевой, Г.Л. Гершанович // Тепловые электростанции: обзор, информ. М.: Минэнерго СССР, 1989.- Вып.4.- 44 с.

111. Садович, М.А. Композиционный теплоизоляционный трудносгораемый материал на основе пенополистирола / М.А. Садович, В.Г. Лемперт //Энергетическое строительство.- 1990.- № 12.- С.27-29.

112. Садович, М.А. Применение пенополистирола для монолитного домостроения / М.А. Садович, В.Г. Лемперт, М.В. Шиманова // Технико-экономический вестник Братскгэсстроя: сборник,- Братск:, 1991. -Вып. 2.- С. 14-15.

113. Садович, М.А. Development of polystyrene cement heater for light weight enclosure structures /М.А. Садович, И.Г. Романенко, В.Г. Лемперт, Л.П. Нагрузова // Труды междун. симпозиума по полимер бетонам.- М.: 1992.- С. 213-218.

114. Садович, М.А. Обеспечение трещиностойкости массивных фундаментов турбоагрегатов ТЭЦ, возводимых в суровых климатических условиях Сибири и Дальнего Востока / М.А. Садович // Тезисы докл. XIV науч. техн. конф. БрИИ.- Братск: БрИИ, 1993.- С. 83-84.

115. Садович, М.А. Пенополистиролцементные композиции в строительных материалах /М.А. Садович // Жилище и человек: тезисы докладов науч. практ. конференции. Братск: АО «Братская ярмарка», 1994,- С. 24-25.

116. Садович, М.А. Водостойкость бетонной плотины Братской ГЭС / М.А. Садович, Т.Ф. Шляхтина, А.А. Бояркина // Тезисы докл. XVII научно -техн. конфер. БрИИ.- Братск: БрИИ, 1996,- С. 131 -132.

117. Садович, М.А. Влияние основных структурообразующих факторов на свойства пенополистиролбетона / М.А. Садович, В.Г. Лемперт, И.В. Боль-шедворова // Тезисы докладов XVIII научно-технической конференции БрИИ -Братск: БрИИ, 1997,- С. 129-130.

118. Садович, М.А. Исследование состояния бетонной плотины Братской ГЭС / М.А. Садович, Т.Ф. Шляхтина, А.А. Бояркина; ВНТИ центр.- М., 1997-Деп в ИНИОН РОС. акад.наук № 029970002508. 31 с.

119. Садович, М.А. Исследование влияния состава пенополистиролбетона на его структуру и свойства. / М.А. Садович, И.В. Болыпедворова // Современные строительные материалы: материалы международной НТК.-Пенза: ПГАСА, 1998.- С.42-43.

120. Садович, М.А. Структура и свойства пенополистиролбетона для монолитных конструкций / М.А. Садович, И.В. Болыпедворова. // Материалы конференции молодых ученых и специалистов в области бетона и железобетона. / НИИЖБ М: НИИЖБ, 1998,-С.14-18.

121. Садович, М.А. Исследование свойств пенополистстиролбетона. / М.А. Садович, И.В. Болыпедворова. // Актуальные проблемы современного строительства: материалы всероссийской XXX научно-технической конференции Пенза: ПГАСА, 1999,- С.99-101.

122. Садович, М.А. Пенополистиролцементные композиции в строительных материалах: Результаты исследований и внедрения в строительство /М.А. Садович.- Братск: БрГТУ, 2000.-147 с.

123. Садович, М.А. Определение прочности бетона напорной грани плотины Братской ГЭС / М.А. Садович, Н.В. Неб, Л.Г. Синюкова // Материалы XXI науч. техн. конференции. -. Братск: БрГТУ, 2000.- С.203-204.

124. Садович, М.А. Особенности коррозионных процессов, протекающих в бетоне напорного фронта плотины Братской ГЭС / М.А. Садович, Т.Ф. Шлях-тина, З.И. Соловьёва//Гидротехническое строительство.- 2000.- № 3.- С.14-17.

125. Садович, М.А. Пенополистиролцементные композиции / М.А. Садович // РААСН Современные проблемы строительного материаловедения: материалы седьмых академических чтений / Белгород, гос. техн. акад. строит, мат.-Белгород, 2001. Ч.1.- С. 466- 468.

126. Садович, М.А. Обследование состояния бетона Братской ГЭС / М.А. Садович, Т.Ф. Шляхтина, Т.Н. Хохлова // Композиционные строительные материалы. Теория и практика: сборник трудов междун. науч. техн. конференции,-Пенза:, 2001.- 166с.-Ч.П.- С. 71-73.

127. Садович, М.А. Водостойкость Ангарских бетонных плотин / М.А. Садович // Материалы XXII науч. техн. конференции.- Братск: БрГТУ, 2001.-С.237-238.

128. Садович, М.А. Анализ агрессивности ангарской воды по отношению к бетонным плотинам / М.А. Садович, Т.Ф. Шляхтина /Труды НГАСУ.- Новосибирск: НГАСУ, 2002- Т.5, вып. 2(17)- С.40-44.

129. Садович, М.А. Методы зимнего бетонирования в условиях Севера: Учебное пособие для вузов / М.А. Садович.- Братск: ГОУ ВПО «БрГУ», 2005. -104 с.

130. Семенёнок, С.Н. Исследование изменчивости модуля крупности песка / С.Н. Семенёнок, Р.С. Тиллес, А. Коган // Энергетическое строительство. 1971. -№ 2.- С.18-19.

131. Соколовская, А.А. Развитие коррозионных процессов в напорном фронте бетонных плотин Ангарского каскада./ А.А. Соколовская//Труды НГА-СУ. Том 4 №2(13).- Новосибирск: НГАСУ, 2001.- С.151-156.

132. Скрамтаев, Б.Г. Расчётно экспериментальный метод определения состава обычного (тяжёлого) бетона / Б.Г. Скрамтаев, Ю.М. Баженов //Эффективные методы подбора состава бетона.: сб. - М.: Госстройиздат, 1961.

133. Скрамтаев, Б.Г. О связи прочностных характеристик цемента и бетона / Б.Г. Скрамтаев, С.М Рояк и др.: труды НИИцемента. М., 1963. - Вып. 19.- С.5-8.

134. Скрамтаев, Б.Г. Испытание прочности бетона / Б.Г. Скрамтаев, М.Ю. Лещинский. -М.: Стройиздат, 1973.- 120 с.

135. Смирнов, Н.В. Краткий курс математической статистики для технических приложений / Н.В. Смирнов, И.В. Дунин Барковский. - М.: Физматгиз, 1959.- 420 с.

136. Совалов, И.Г. Статистический контроль качества бетона / И.Г. Сова-лов, Б.Г. Довжик, В.А. Дорф, Ю.Г. Хаютин // Статистический контроль качества бетона: материалы семинара М.: МДНТП, 1969,- 57 с.

137. Соркин, Э.Г. Требования к точности контроля технологических параметров при приготовлении бетонной смеси / Э.Г. Соркин// Контроль и управление качеством бетона: материалы семинара. -М.: МДНТП, 1975.- 23-25.

138. Соркин, Э.Г. Методика и опыт оптимизации свойств бетона и бетонной смеси / Э.Г. Соркин. М.: Стройиздат, 1973.- 125 с.

139. Стольников, В.В. Однородность гидротехнического бетона и её оценка Известия ВНИИГ. / В.В. Стольников, Р.Е. Литвинова. Л.:Энергия, 1964. - т.74 Труды лаборатории бетона.- 230 с.

140. Стольников, В.В. Оценка однородности гидротехнического бетона / В.В. Стольников, Р.Е. Литвинова // Энергетическое строительство.-1967.- № 3.- С.5-9.

141. Стольников, В.В. Влияние возраста бетона на его основные технические свойства / В.В. Стольников, А.С. Губарь, В.Б. Судаков. М-Л.: Гос-энергоиздат, I960.- 206 с.

142. Стольников, В.В. Указания по проектированию составов гидротехнических бетонов / В.В. Стольников, Ц.Г\ Гинзбург. М.: Энергия, 1966.- 45 с.

143. Стольников, В.В. Подбор бетона с низким содержанием цемента для гравитационных плотин / В.В. Стольников, Ц.Г. Гинзбург, Р.Е. Литвинова-Куйбышев: Оргэнергострой, 1957.- 98 с.

144. Стольников, В.В. Однородность гидротехнического бетона и факторы её определяющие / В.В. Стольников, Р.Е. Литвинова // Гидротехническое строительство.- 1963. № 9.- С.5-8.

145. Стольников, В.В. Исследования по гидротехническому бетону / В.В. Стольников-М-Л.: Госэнергоиздат, 1962.- 320 с.

146. Стольников, В.В. Применение мелкозернистых песков в гидротехническом строительстве / В.В. Стольников, А.С. Губарь. М.: Госэнергоиздат, 1958.- 220 с.

147. Стольников, В.В. Седиментационные процессы в бетонной смеси, их влияние на образование структуры бетона и его водонепроничаемость / В.В. Стольников, П.А. Ребиндер, Е.В. Лавринович / ДАН СССР, 1951 т. 81, - № 3

148. Судаков, В.Б. О рациональной организации проектирования, наладки и эксплуатации гравийносортировочных и бетонных заводов /В.Б. Судаков, Л.А. Толкачёв//Энергетическое строительство. -1969,- № 2.- С.10-14.

149. Судаков, В.Б. Основные стороны влияния современных способов производства бетонных работ на качество гидротехнического бетона / В.Б. Судаков // Труды координационных совещаний по гидротехнике. Л.: Энергия, 1976 Вып.104.-С. 4-10.

150. Судаков, В.Б. Рациональное использование бетона в гидротехнических сооружениях / В.Б. Судаков М.: Энергия, 1976- 241с.

151. Судаков, В.Б. Пути совершенствования технологии бетона гидротехнических сооружений / В.Б. Судаков // Гидротехнический бетон и его работа в сооружении: материалы конференций и совещаний по гидротехнике.- Л.: Энергоатомиздат, 1984.- С. 4-16.

152. Толкачёв, Л.А. Возможности экономии цемента при использовании Токтогульского метода бетонирования / Л.А. Толкачёв, В.Б. Судаков // Труды координационных совещаний по гидротехнике. Л.: Энергия, 1973.- Вып.85.- С. 67-70.

153. Толкачёв, Л.А. Об опыте эксплуатации большого бетонного завода на строительстве Токтогульской ГЭС / Л.А. Толкачёв, С.Н. Семенёнок //Энергетическое строительство.- 1975,- № 8.- С. 15-20.

154. Толкачёв, Л.А. О росте прочности бетона на пуцдолановом портландцементе / Л.А. Толкачёв, С.Н. Семенёнок, Ю.П. Иноземцев // Бетон и железобетон." 1974.- № 6.- С.20-22.

155. Толкачёв, Л.А. О качестве бетона плотины Токтогульской ГЭС / Л.А. Толкачёв, Ю.П. Иноземцев // Энергетическое строительство.- 1971.- № 7.-С.8-12.

156. Тонка, А.Р. Исследование свойств бетона на кернах из массивных гидротехнических сооружений /А.Р. Тонка. // Автореф. дисс. канд. тех. наук / ЛПИ Л.:, 1975.-26с.

157. Трапезников, Л.П. Температурная трещиностойкость массивных бетонных сооружений / Л.П. Трапезников. М.: Энергоатомиздат, 1986. - 256 с.

158. Уженков, Е.Я. Технология зимних бетонных работ с применением крупного заполнителя без подогрева в гидротехническом строительстве в условиях сурового климата / Евгений Яковлевич Уженков //Автореферат дисс.кан. тех. наук.- М., 1973.-19 с.

159. Френкель, И.М. Основы технологии тяжёлого бетона / И.М. Френкель. М.: Стройиздат, 1966.- 270 с.

160. Фролов, Б.К. Обогащение песка на крупных гидротехнических строительствах США / Б.К. Фролов.- М.: Оргэнергострой, 1958,- 6 с.

161. Фролов, Б.К. Приготовление бетонной смеси на гидротехнических строительствах США / Б.К. Фролов М.: Оргэнергострой, 1959. - 15 с.

162. Фролов, Б.К. Пути совершенствования технологии возведения крупных плотин в США / Б.К. Фролов // Энергетическое строительство за рубежом.- 1975.- № 6.- С. 32-37.

163. Хаютин, Ю.Г. Статистический анализ неоднородности бетона / Ю.Г. Хаютин, Э.Б. Левых, И.Г. Совалов М.: Стройиздат, 1968.- 95 с.

164. Хаютин, Ю.Г. Влияние состояния форм для лабораторного контроля на вариацию прочности бетона / Ю.Г. Хаютин, Е.Д. Козлов // Гидротехническое строительство.-1971.- № 9.- С. 15-16.

165. Хаютин, Ю.Г. Об основании точности дозирования составляющих бетонной смеси / Ю.Г. Хаютин, Е.Д. Козлов // Бетон и железобетон.- 1973.- № 6.- С.23-25.

166. Хаютин, Ю.Г. О совершенствовании стандартов на проведение контроля качества заполнителей / Ю.Г. Хаютин, В.А. Дорф // Энергетическое строительство,- 1978.-№ 8.- С.33-36.

167. Хаютин, Ю.Г. Статистический контроль прочности товарного бетона / Ю.Г. Хаютин, В.А. Дорф // Энергетическое строительство.- 1978,- № 9. С.26-29.

168. Хаютин,Ю.Г. Технологический алгоритм автоматического регулирования качества бетона / Ю.Г. Хаютин, В.А. Дорф // Бетон и железобетон.-1978.- № 9.- С.15-17.

169. Хаютин, Ю.Г. Монолитный бетон. Технология производства работ /Ю.Г. Хаютин.- М: Стройиздат, 1991.-576 с.

170. Цулукидзе, П.П. К вопросу однородности бетона / П.П. Цулукидзе // Гидротехническое строительство.- 1958.- № 9.- С.6-8.

171. Цулукидзе, П.П. Опыт возведения гидротехнических сооружений / П.П. Цулукидзе. Тбилиси: Изд. «Цодна», 1963.- 78 с.

172. Шайкин, Б.В. Фильтрация через бетон напорной грани плотны Усть Илимской ГЭС / Т.Н. Иванилова // Гидротехника крайнего Севера - 76. -Красноярск:, 1976.- С.88.

173. Шейкин, А.Е. Структура, прочность и трещиностойкость цементного камня / А.Е. Шейкин.- М.: Стройиздат, 1974.- 192 с.

174. Шейкин, А.Е. Структура и свойства цементных бетонов / А.Е. Шейкин, Ю.В. Чеховский, М.И. Бруссер. М.: Стройиздат, 1979.- 344 с.

175. Шляхтина, Т.Ф. Мониторинг водной среды функционирования плотины Братской ГЭС / Т.Ф. Шляхтина, О.И. Барабаш // Братская ГЭС 40 лет эффективной эксплуатации: материалы науч. практ. конференции,- Братск, 2001.-С. 69-74.

176. Шенк, X. Теория инженерного эксперимента / X. Шенк: перевод с англ. под ред. Н.П. Бусленко М.: Мир, 1972,- 372 с.

177. Шеин, В.И. Физико химические основы оптимизации технологии бетона / В.И. Шеин. -М.: Стройиздат, 1977.- 320 с.

178. Шитов, С.П. Влияние колебаний зернового состава заполнителей на качество бетона Чиркейской ГЭС / С.П. Шитов, А.С.Данилов // Труды координационных совещаний по гидротехнике.- JL: Энергия, 1976.- Вып. 104.- С. 5662.

179. Шпанко, С.Н. Энергосберегающая и щадящая технология зимнего бетонирования строительных конструкций./ С.Н. Шпанко. // Автореф. дисс. канд. техн. наук Новосибирск: НГАСУ, 2001. - 19 с.

180. Шуляк, JI.A. Опыт разработки и эксплуатации автоматической дозировочной аппаратуры на строительстве Братской ГЭС/ JI.A. Шуляк, Р.С. Тиллес, Б.И.Ицексон // Энергетическое строительство.- 1969.- № 4,- С.26-28.

181. Эйдельман, С.Я. Натурные исследования бетонной плотины Братской ГЭС./ Соломон Яковлевич Эйдельман.- Л.: Энергия, 1975.- 294 с.

182. Эйдельман, С.Я. Бетонная плотина Усть Илимской ГЭС (натурные наблюдения и исследования)./ С.Я. Эйдельман, В.Н. Дурчева.- М.: Энергия, 1981.- Б-Ка гидротехника и гидроэнергетика, Вып. 69. 136 с.

183. Юнг, В.Н. Основы технологии вяжущих веществ/ В.Н. Юнг.- М.: Стройиздат, 1951.- 548 с.

184. Яковис, Л.М. Многокомпонентные смеси для строительства / JI.M. Яковис.-JI.: Стройиздат. Ленинградское отд., 1988.- 296 с.

185. Box, G.E.P., Genking G.T. Some statistical aspects of adaptive optimization and Control "Gournal of Royal Statistical Society", v. 24, ser. B, 1962. №2

186. Frawley, W.H., Kapadia C.H. and other, Tolerance Limits Based on Range and Mean Range "Technometrics", v. 13 1971. - № 3

187. Grant, E.L. Statistical Quality Control, N.Y., 1964

188. Halstead, P.E. The significanse of concrete cube tests 'Magazine of Concrete Reseach", v. 21 1969.- № 69

189. Macintosh, G.L. Concrete and Statistic, London, 1963.-320 p.

190. Singh, B.G. Specific surface of aggregates of concrete. "Gournal of American Concrete Institute", v. 29, 1958,- №10

191. Scheffe, H. Experiments with mixtures "Gournal of Royal Statistical society", ser. B, v. 20, 1958.- № 2

192. Chung, H.W. How Good is Good Enough. A Dilemma in Acceptance Testing of Concrete. "Gournal of the American Concrete Institute", v.75,1978.- № 8.

193. Cvuzd, M. Polystyrenovy beton. "Pozemni Stavby", 1970, № 12, p.350-353, (чешек.) Легкие бетоны на заполнителе из гранул пенополистирола (ЧССР).

194. Marten I. Kunststoffleichtbeton. "Bauen auf dem Lande.",1972,1 2, p.43-45 (нем.). Легкие бетоны на основе полимерных материалов.

195. Baum Gunter. Styropor als Zuschlagstoff fur Mortel und Beton. (Teil 1.). "Betonwerk + Fertigteil + Techn.", 1973, 39, № 3, р.189-193.Стиропор заполнитель для растворов и бетонов, (часть 1).

196. Baum Gunter. Styropor als Zuschlagstoff fur Mortel und Beton. (Teil 2.). "Betonwerk + Fertigteil + Techn.", 1973, 39, № 4, p.274-277) Стиропор заполнитель для растворов и бетонов, (часть 2)

197. Krapfnammer, Georg. Verfahren zur Verbesserung von leichten Zusch-lagstoffen im Baugewerbe. Compakta Werke Baustoff - G.m.b.H. Пат. ФРГ кл.80, В 21/01, (С 04 В 31/00), № 1281338, заявл. 7.03.63., опубл. 24.08.72.

198. Hoefer, G.Herstellung und Anwendung von Styropor Beton. "Beton", 1973,23, № 7 p. 296-302, 291. Изготовление и применение стиропор - бетона, (нем.)

199. Maver, F. Bezlehung Swischen Wasserzenentwert, Zementgehalt und Druckfenstigkeit bei Leichtbeton mit geschlossenem Gefuge. "Beton - stein - Zei-tung", 1970,1 10, p.610-611 . Свойства легкого бетона (нем).

200. Sadovich,M.A. Corrosion processes in concrete of the dams on the river Angara./ A.A.Sokolovskaya .: Repair Rejuvenation and Enhancement of Concrete: Proceedings of the International Seminar held at the University of Dundee, Scotland,

201. UK on 5-6 September 2002- London, 2002- p. 55-64.

202. Sadovich,M.A. Strength of concrete in different operational media / Shlyakhtina Т.- Concrete solutions 1st International Conference on Concrete Repair,ST-Malo, France 15-17 July 2003.-(www.concrete solutions, info)/- p.6.

203. Powers, T.C. A working hypothesis for further studies of frost resistance of concrete./J.Am. Concr. Inst. №4, v. 16, 1945.- p. 245-272.