Gemäß den Vorschriften für die frostsichere Konstruktion von Wasserbauwerken ist F400-Beton für wichtige, stark gefrorene und in sehr kalten Gebieten schwer zu reparierende Bauwerksteile zu verwenden (der Beton muss 400 Frost-Tau-Zyklen standhalten). Gemäß dieser Spezifikation ist F400-Beton für die Stirn- und Fußplatte über dem Totwasserspiegel des oberen Staudamms mit Steinschüttung am Stausee des Pumpspeicherkraftwerks Huanggou, den Wasserstandsschwankungsbereich des Zulaufs und Ablaufs des oberen Stausees, den Wasserstandsschwankungsbereich des Zulaufs und Ablaufs des unteren Stausees und andere Teile zu verwenden. Zuvor gab es keinen Präzedenzfall für die Anwendung von F400-Beton in der heimischen Wasserkraftindustrie. Zur Herstellung von F400-Beton untersuchte das Bauteam auf vielfältige Weise inländische Forschungsinstitute und Hersteller von Betonzusatzmitteln, beauftragte professionelle Unternehmen mit der Durchführung spezieller Untersuchungen, bereitete F400-Beton durch Zugabe von Silicastaub, Luftporenbildnern, hocheffizienten Wasserreduzierern und anderen Materialien vor und verwendete ihn beim Bau des Pumpspeicherkraftwerks Huanggou.
In extrem kalten Regionen kann es außerdem vorkommen, dass der Beton, der mit Wasser in Berührung kommt, leichte Risse aufweist, in die das Wasser im Winter eindringt. Durch den ständigen Frost-Tau-Wechsel wird der Beton nach und nach zerstört. Die Betonvorderplatte des Hauptdamms des oberen Reservoirs des Pumpspeicherkraftwerks dient der Wasserrückhaltung und verhindert das Eindringen von Sickerwasser. Bei vielen Rissen wird die Sicherheit des Damms erheblich beeinträchtigt. Das Bauteam des Pumpspeicherkraftwerks Huanggou hat einen rissbeständigen Beton entwickelt. Beim Mischen des Betons werden Quellmittel und Polypropylenfasern hinzugefügt, um die Entstehung von Betonrissen zu verringern und die Frostbeständigkeit des Betonvorderplattenbetons weiter zu verbessern.
Was passiert, wenn die Betonfläche des Damms Risse aufweist? Das Bauteam hat zusätzlich eine Frostschutzschicht auf der Plattenoberfläche angebracht – mit handgeschabtem Polyharnstoff als Schutzschicht. Handgeschabter Polyharnstoff kann den Kontakt zwischen Beton und Wasser unterbinden, die Entstehung von Frost-Tau-Schuppen an der Betonplatte verlangsamen und verhindern, dass andere schädliche Inhaltsstoffe im Wasser den Beton erodieren. Er ist wasserdicht, alterungsbeständig und frostbeständig.
Die Frontplatte eines Betondamms mit Steinschüttung wird nicht auf einmal gegossen, sondern abschnittsweise errichtet. Dadurch entsteht zwischen den einzelnen Plattenabschnitten eine strukturelle Fuge. Die übliche Maßnahme zum Schutz vor Sickerwasser besteht darin, die strukturelle Fuge mit einer Gummiabdeckplatte zu versehen und diese mit Dehnschrauben zu befestigen. Im Winter ist der Reservoirbereich in sehr kalten Regionen einer stärkeren Vereisung ausgesetzt, und der freiliegende Teil der Dehnschraube gefriert zusammen mit der Eisschicht, was zu Eisrissschäden führt. Das Pumpspeicherkraftwerk Huanggou verwendet eine innovative Struktur mit komprimierbarer Beschichtung, die das Problem der durch Eisriss beschädigten strukturellen Fugen löst. Am 20. Dezember 2021 wird die erste Einheit des Pumpspeicherkraftwerks Huanggou zur Stromerzeugung in Betrieb genommen. Der Winterbetrieb hat bewiesen, dass diese Strukturart Schäden an den strukturellen Plattenfugen durch Eisriss oder Frostausdehnung verhindern kann.
Um das Projekt schnellstmöglich abzuschließen, versuchte das Bauteam, die Bauarbeiten im Winter durchzuführen. Obwohl im Freien im Winter kaum gebaut werden kann, liegen das unterirdische Kraftwerk, der Wassertransporttunnel und die anderen Gebäude des Pumpspeicherkraftwerks tief unter der Erde und unterliegen besonderen Baubedingungen. Doch wie betoniert man im Winter? Das Bauteam installiert Isoliertüren an allen Öffnungen zwischen den unterirdischen Kavernen und dem Außenbereich und installiert darin 35-kW-Heißluftventilatoren. Die Betonmischanlage ist vollständig geschlossen und mit einer Heizung ausgestattet. Vor dem Mischen wird die Betonmischanlage mit heißem Wasser gespült. Die Menge an groben und feinen Zuschlagstoffen wird im Winter entsprechend der benötigten Betonmenge berechnet und vor dem Winter zur Lagerung in den Tunnel transportiert. Das Bauteam erwärmt die Zuschlagstoffe vor dem Mischen und legt allen Betonmischern, die Beton transportieren, Watte an, um die Temperatur während des Betontransports konstant zu halten. Nach dem Aushärten des Betons wird die Betonoberfläche mit einer Wärmedämmdecke abgedeckt und bei Bedarf mit einer Heizdecke beheizt. Auf diese Weise minimierte das Bauteam die Auswirkungen des kalten Wetters auf die Projektkonstruktion.
Beitragszeit: 04.01.2023
