تضمین عملکرد ایمن نیروگاه‌های تلمبه ذخیره‌ای در مناطق بسیار سردسیر

طبق آیین‌نامه طراحی ضد یخ‌زدگی سازه‌های هیدرولیکی، بتن F400 باید برای بخش‌هایی از سازه‌ها که در مناطق بسیار سرد، مهم، به شدت یخ‌زده و دشوار برای تعمیر هستند، استفاده شود (بتن باید بتواند ۴۰۰ چرخه یخ‌زدگی-ذوب را تحمل کند). طبق این مشخصات، بتن F400 باید برای دال رویه و دال پنجه بالای سطح آب مرده سد سنگریزه‌ای رویه مخزن بالایی نیروگاه تلمبه‌ذخیره‌ای هوانگ‌گو، ناحیه نوسان سطح آب ورودی و خروجی مخزن بالایی، ناحیه نوسان سطح آب ورودی و خروجی مخزن پایینی و سایر قسمت‌ها استفاده شود. پیش از این، هیچ سابقه‌ای برای استفاده از بتن F400 در صنعت برق آبی داخلی وجود نداشت. به منظور تهیه بتن F400، تیم ساخت و ساز از بسیاری جهات مؤسسات تحقیقاتی داخلی و تولیدکنندگان افزودنی‌های بتن را بررسی کرد، انجام تحقیقات ویژه را به شرکت‌های حرفه‌ای سپرد، بتن F400 را با افزودن دوده سیلیس، عامل حباب‌زا، عامل کاهنده آب با راندمان بالا و سایر مواد تهیه کرد و آن را در ساخت نیروگاه تلمبه‌ذخیره‌ای هوانگ‌گو به کار برد.

علاوه بر این، در مناطق بسیار سرد، اگر بتن در تماس با آب ترک‌های جزئی داشته باشد، آب در زمستان به داخل ترک‌ها نفوذ می‌کند. با چرخه مداوم انجماد-ذوب، بتن به تدریج از بین می‌رود. دال بتنی رویه‌ی سد اصلی مخزن بالایی نیروگاه تلمبه ذخیره‌ای نقش نگهدارنده‌ی آب و جلوگیری از نشت را ایفا می‌کند. اگر ترک‌های زیادی وجود داشته باشد، ایمنی سد به طور جدی کاهش می‌یابد. تیم ساخت نیروگاه تلمبه ذخیره‌ای هوانگ‌گو نوعی بتن مقاوم در برابر ترک ایجاد کرده است - با اضافه کردن عامل انبساط و الیاف پلی‌پروپیلن هنگام مخلوط کردن بتن، وقوع ترک‌های بتن را کاهش داده و مقاومت بتن رویه‌ی بتن را در برابر یخ‌زدگی بیشتر بهبود می‌بخشد.
اگر ترک‌هایی روی سطح بتنی سد وجود داشته باشد چه؟ تیم ساخت و ساز همچنین یک خط مقاومت در برابر یخ‌زدگی روی سطح پنل ایجاد کرده است - با استفاده از پلی‌اوره دست‌ساز به عنوان یک پوشش محافظ. پلی‌اوره دست‌ساز می‌تواند تماس بین بتن و آب را قطع کند، روند ایجاد آسیب پوسته پوسته شدن ناشی از انجماد-ذوب در بتن دال سطحی را کند کند و همچنین از فرسایش بتن توسط سایر مواد مضر موجود در آب جلوگیری کند. این ماده دارای عملکردهای ضد آب، ضد پیری، مقاومت در برابر یخ‌زدگی و غیره است.
دال رویه سد سنگی بتنی به طور همزمان ریخته نمی‌شود، بلکه به صورت قطعات ساخته می‌شود. این امر منجر به ایجاد یک اتصال سازه‌ای بین هر بخش پنل می‌شود. روش معمول ضد نشت، پوشاندن یک صفحه پوششی لاستیکی روی اتصال سازه‌ای و ثابت کردن آن با پیچ‌های انبساطی است. در زمستان در مناطق بسیار سرد، سطح مخزن در معرض یخ‌زدگی ضخیم‌تری قرار می‌گیرد و قسمت نمایان پیچ انبساطی به همراه لایه یخ منجمد می‌شود و باعث آسیب ناشی از خروج یخ می‌شود. نیروگاه تلمبه ذخیره‌ای هوانگگو به طور نوآورانه‌ای از یک ساختار نوع پوشش تراکم‌پذیر استفاده می‌کند که مشکل اتصالات سازه‌ای آسیب‌دیده در اثر خروج یخ را حل می‌کند. در 20 دسامبر 2021، اولین واحد نیروگاه تلمبه ذخیره‌ای هوانگگو برای تولید برق به بهره‌برداری خواهد رسید. یک عملیات زمستانی ثابت کرده است که این نوع ساختار می‌تواند از آسیب اتصالات سازه‌ای پنلی ناشی از کشش یخ یا اکستروژن انبساط یخبندان جلوگیری کند.
برای تکمیل هرچه سریع‌تر ساخت پروژه، تیم ساخت‌وساز تلاش کرد تا ساخت‌وساز زمستانی را انجام دهد. اگرچه تقریباً هیچ امکانی برای ساخت‌وساز زمستانی در فضای باز وجود ندارد، اما نیروگاه زیرزمینی، تونل انتقال آب و سایر ساختمان‌های نیروگاه ذخیره‌ای پمپ‌شده در اعماق زمین دفن شده‌اند و شرایط ساخت‌وساز را دارند. اما چگونه می‌توان در زمستان بتن ریخت؟ تیم ساخت‌وساز باید برای تمام دهانه‌های متصل‌کننده غارهای زیرزمینی و فضای باز، درب‌های عایق نصب کند و فن‌های هوای گرم ۳۵ کیلوواتی را در داخل درب‌ها نصب کند. سیستم اختلاط بتن کاملاً بسته است و تأسیسات گرمایشی در داخل ساختمان قرار داده شده‌اند. قبل از مخلوط کردن، سیستم اختلاط بتن را با آب گرم بشویید. مقدار سنگدانه‌های درشت و ریز را در زمستان با توجه به مقدار خاکریزی بتن مورد نیاز برای ریختن در زمستان محاسبه کنید و آنها را قبل از زمستان برای ذخیره‌سازی به تونل منتقل کنید. تیم ساخت‌وساز همچنین سنگدانه‌ها را قبل از مخلوط کردن گرم می‌کند و "لباس‌های پنبه‌ای" را روی تمام کامیون‌های میکسر حمل‌کننده بتن قرار می‌دهد تا از حفظ دما در حین حمل بتن اطمینان حاصل شود. پس از گیرش اولیه بتن، سطح بتن باید با لحاف عایق حرارتی پوشانده شود و در صورت لزوم، برای گرم کردن با پتوی برقی پوشانده شود. به این ترتیب، تیم ساخت و ساز تأثیر هوای سرد را بر ساخت پروژه به حداقل رساند.