Pumppuvoimalaitosten turvallisen toiminnan varmistaminen erittäin kylmillä alueilla

Hydraulisten rakenteiden jäätymisenestosuunnittelumääräysten mukaan F400-betoni on käytettävä rakenteiden tärkeissä, pahasti jäätyneissä ja vaikeasti korjattavissa kylmillä alueilla (betonin on kestettävä 400 jäätymis-sulamissykliä). Tämän spesifikaation mukaan F400-betonia on käytettävä Huanggoun pumppuvoimalaitoksen ylemmän säiliön täyttöpadon kuolleen veden pinnan yläpuolella olevassa etu- ja jalkalaatassa, ylemmän säiliön tulo- ja lähtöaukon vedenpinnan vaihtelualueella, alemman säiliön tulo- ja lähtöaukon vedenpinnan vaihtelualueella sekä muissa osissa. Tätä ennen F400-betonin käytölle kotimaisessa vesivoimateollisuudessa ei ollut ennakkotapausta. F400-betonin valmistamiseksi rakennusryhmä tutki monin tavoin kotimaisia ​​tutkimuslaitoksia ja betonin lisäaineiden valmistajia, antoi ammattimaisille yrityksille tehtäväksi suorittaa erikoistutkimuksia, valmisti F400-betonia lisäämällä piidioksidia, ilmanvaihtoainetta, tehokasta veden vähentämisainetta ja muita materiaaleja ja käytti sitä Huanggoun pumppuvoimalaitoksen rakentamisessa.

Lisäksi erittäin kylmillä alueilla, jos veden kanssa kosketuksissa olevassa betonissa on pieniä halkeamia, vesi tunkeutuu halkeamiin talvella. Jatkuvan jäätymis-sulamissyklin vuoksi betoni tuhoutuu vähitellen. Pumppuvoimalaitoksen ylemmän säiliön pääpadon betoninen pintalaatta pidättää vettä ja estää vuotoja. Jos halkeamia on paljon, padon turvallisuus heikkenee merkittävästi. Huanggoun pumppuvoimalaitoksen rakennustiimi on kehittänyt halkeamia kestävän betonin – betoniin on lisätty paisunta-ainetta ja polypropeenikuitua betonin sekoittamisen aikana, mikä vähentää betonin halkeamien esiintymistä ja parantaa entisestään pintalaatan pakkaskestävyyttä.
Entä jos padon betonipinnassa on halkeamia? Rakennustiimi on myös asettanut paneelin pinnalle pakkaskestävyyslinjan – käyttäen käsin kaavittua polyureaa suojapinnoitteena. Käsin kaavittu polyurea voi katkaista betonin ja veden välisen kosketuksen, hidastaa betonilaatan jäätymis-sulatusvaurioiden kehittymistä ja estää myös muiden vedessä olevien haitallisten ainesosien syövyttämästä betonia. Sillä on vedenpitävyys, ikääntymisenesto, pakkas-sulatuskestävyys jne.
Betonisen täyttöpadon pintalaattaa ei valeta kerralla, vaan se rakennetaan osissa. Tämä johtaa rakenteelliseen saumaukseen jokaisen paneeliosan välillä. Yleinen vuotojenestokäsittely on peittää rakenneliitos kumilevyllä ja kiinnittää se laajenemispulteilla. Talvella erittäin kylmillä alueilla säiliöalue altistuu paksummalle jäälle, ja laajenemispultin paljas osa jäätyy yhdessä jääkerroksen kanssa, mikä aiheuttaa jään irtoamisvaurioita. Huanggoun pumppuvoimalaitos ottaa innovatiivisesti käyttöön kokoonpuristuvan pinnoitteen, joka ratkaisee jään irtoamisen vaurioittamien rakenteellisten saumojen ongelman. Huanggoun pumppuvoimalaitoksen ensimmäinen yksikkö otetaan käyttöön sähköntuotantoon 20. joulukuuta 2021. Talvikäyttö on osoittanut, että tämäntyyppinen rakenne voi estää jään vetäytymisen tai roudan laajenemisen aiheuttamat paneelien rakenteellisten saumojen vauriot.
Jotta projektin rakentaminen saataisiin päätökseen mahdollisimman pian, rakennusryhmä pyrki toteuttamaan talvirakentamisen. Vaikka talvirakentamisen mahdollisuus ulkona on lähes olematon, pumppuvoimalaitoksen maanalainen voimalaitos, vesikuljetustunneli ja muut rakennukset ovat syvällä maan alla ja niissä on rakennusolosuhteet. Mutta miten valaa betonia talvella? Rakennusryhmän on asennettava eristysovet kaikkiin maanalaisten luolien ja ulkotilan yhdistäviin aukkoihin ja asennettava 35 kW:n kuumailmapuhaltimet ovien sisäpuolelle. Betonin sekoitusjärjestelmä on täysin suljettu ja lämmityslaitteet on sijoitettu sisätiloihin. Ennen sekoittamista betonin sekoitusjärjestelmä pestään kuumalla vedellä. Karkean ja hienon kiviaineksen määrä talvella lasketaan talvivalussa tarvittavan betonivallin määrän mukaan ja ne kuljetetaan tunneliin varastointia varten ennen talvea. Rakennusryhmä myös lämmittää kiviainekset ennen sekoittamista ja laittaa "puuvillapehmustetut vaatteet" kaikkiin betonia kuljettaviin sekoitusautoihin varmistaakseen, että lämpötila säilyy betonikuljetuksen aikana. Betonivalujen alkukovettumisen jälkeen betonipinta peitetään lämpöeristepeitteellä ja tarvittaessa sähkölämmityspeitteellä. Tällä tavoin rakennustiimi minimoi kylmän sään vaikutuksen projektin rakentamiseen.