Влияние сосредоточенной фильтрации на долговечность напорного фронта бетонных плотин : на примере Ангарского каскада ГЭС

• Автор: Курицына, Анна Михайловна
• Шифр специальности: 05.23.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 178 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1 Современные подходы к проблеме долговечности

бетонных плотин.1

1.1 Долговечность бетонных плотин как следствие стойкости материала бетона в реальных условиях

эксплуатации.

1.2 Процессы коррозии бетона в местах сосредоточенной фильтрации

Глава 2 Анализ особенностей водной среды Ангарских

водохранилищ и коррозионных процессов в напорном фронте бетонных плотин.

2.1 Конструктивные особенности бетонных плотин

Братской и УстьИлимской ГЭС.

2.2 Характеристика водной среды Ангарских водохранилищ.
2.3 Анализ особенностей коррозионных процессов в напорном фронте бетонных плотин, эксплуатирующихся в северной климатической зоне
2.3.1 Методика отбора проб и химического анализа воды, профильтровавшейся через напорную грань фильтрата.
2.3.2 Результаты многолетних наблюдений за химическим составом фильтрата и оценка влияния щелочных оксидов
на характер процесса коррозии
ВЫВОДЫ.
Глава 3 Анализ фильтрационных процессов в напорном фронте
плотин.
3.1 Анализ динамики фильтрационных расходов на примере
фильтрующих трещин Братской и УстьИлимской плотин.
3.2 Состояние бетона на контакте с фильтрующей трещиной
Глава 4 Экспериментальная модель коррозии бетона
4.1 Методические особенности лабораторного эксперимента
4.2 Постановка и результаты экспериментальных исследований
4.3 Моделирование и прогнозирование коррозионных процессов
ВЫВОДЫ.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Известно, что непосредственная фильтрация воды идет через поры и капилляры диаметром 1 мк и более [6]. По данным В. В. Стольникова [] система капилляров в зоне контакта с заполнителем - основной нугь проникания в бетон воды. Именно в этой зоне образуются основные очаги разрушения бетона агрессивными водами. Капиллярные поры, вследствие своего происхождения отличаются изменчивым видом и образуют соединенную систему канальчиков. Эти взаимосоединенные капиллярные поры существенно влияют на проницаемость затвердевшего цементного камня и его долговечность [3]. Заполнители по объему составляют основную (до % объема) часть бетона, поэтому их коррозионная стойкость и свойства поверхности имеют первостепенное значение для коррозионной стойкости бетона. Для бетонов на плотных природных заполнителях, прочность которых, как правило, достаточно высока и превышает обычно требуемую прочность бетона, наиболее важную роль играет качество сцепления между цементным камнем и зернами заполнителей []. Для повышения долговечности конструкций свыше % всего монолитного и сборного бетона выпускается с добавками разного назначения. Наибольшее распространение получили поверхностно-активные добавки (ПАВ) гидрофильного и гидрофобного действия []. Гидрофилизующис ПАВ, пластифицируя бетонную смесь, позволяют снизить водоцементное отношение. Соответственно повышается непроницаемость и улучшаются структурные параметры бетона, обусловливающие его долговечность: увеличивается объем пор геля и уменьшается объем капиллярных пор. Гидрофобизующие добавки ПАВ вводят с целью уменьшения смачивания стенок пор и капилляров, а также поверхности изделий; возду-хововлечения или газообразования, сопровождающегося гидрофобиза-цией образующихся газовых полостей; повышения связности и подвижности бетонной смеси (в основном это достигается за счет равномерно распределенных в ней пузырьков воздуха или газа). К главному критерию долговечности бетона напорного фронта плотин можно отнести высокую плотность, при которой проникание агрессивных компонентов воды в его капиллярно-пористую структуру затрудняется. С другой стороны, вода способствует глубокой гидратации цементных частиц и самоуплотнению бетона [8]. Как и для бетона, контактирующего с воздушной средой, стойкость бетона зависит от соотношения деструктивных и конструктивных эффектов и представляет собой функцию многих факторов. Кроме того, на долговечность бетона плотин влияет технология бетонных работ и условия эксплуатации. При анализе влияния условий твердения бетона в плотине на первое место выходят температурно - влажностные параметры, которые формируются в строительный период в зависимости от принятой технологии возведения плотин и в эксплуатационный период, когда на первое место следует поставить влияние климатических особенностей. Необходимо отметить, что трещинообразование в массивном бетоне -это сложный, зависящий от множества факторов процесс. К причинам трещинообразования можно отнести расход цемента, содержание воды затворения, технологию укладки бетонной смеси, температурный режим при твердении и др. С . Я Эйдельман и В. Н. Дурчева [] считают, что одной из основных причин появления трещин является непосредственное воздействие отрицательной температуры на открытые поверхности бетонных массивов. Около % поверхностных и неглубоких трещин, преимущественно вертикальных, возникло в периоды перехода от лета к зиме и от зимы к лету. В.Н. Дурчева [] отмечает, что трещины, вызванные внешними нагрузками, появляются в разных местах профиля плотины при наполнении водохранилища и различаются динамикой своего развития и степенью влияния на статическую работу сооружений. Большинство трещин не вызывает заметного ухудшения напряженного состояния плотин, поддаются ремонту, но имеются случаи, когда приходилось полностью срабатывать водохранилище для реконструкции. Известны различные подходы к классификации трещин в бетонных сооружениях в зависимости от области строительства. Первую научную классификацию трещин в гидротехническом бетоне дал Ю. А. Нилендер.