新型抑溫抗裂防水劑效果測試及其在抽水蓄能電站隧洞工程中的應用

紀光磊 朱安龍 楊勇 鄭豪 琚建輝 陳 俊

（1.國網新源浙江衢江抽水蓄能有限公司，浙江 衢州 310052；2.中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司，浙江 杭州 311122；3.金華市欣生沸石開發有限公司，浙江 金華 321000）

0 引言

我國抽水蓄能電站裝機容量世界第一[1]，未來抽水蓄能電站將繼續加快發展。抽水蓄能電站土建部分主要為混凝土工程，混凝土裂縫仍然是當前工程中重點關注的問題。水工隧洞混凝土結構產生裂縫的主要原因之一是混凝土水化過程中溫度不均勻變化產生的溫度應力大于混凝土抗拉強度[2]。當前為抑制混凝土裂縫主要采用摻入纖維[3]、物理降溫[4]等方法和措施，大量實踐工程表明引入抑溫抗裂外加劑能夠較好抑制溫度裂縫的產生[5]，但新型抑溫抗裂防水劑應用于抽水蓄能隧洞工程的案例鮮有報道。為此，本文以新型抑溫抗裂防水劑摻入試驗為基礎，以浙江某抽水蓄能電站隧洞工程為案例，驗證其使用效果，為后續抽水蓄能電站大體積混凝土防裂提供經驗參考。

1 工程概況

某抽水蓄能電站位于浙江省境內，裝機容量1200MW，工程開發任務為承擔浙江電網的調峰、填谷、調頻、調相及緊急事故備用等任務，電站建成后，可提高浙江電網的調峰能力。該電站主要建筑物由上水庫、下水庫、輸水系統、地下廠房和進場公路1#隧洞、進場公路2#隧洞、進廠交通洞部分等組成，按裝機容量確定為一等大型工程。該項目混凝土防滲抗裂性能對于工程安全運行至關重要，降低混凝土裂縫產生風險、減少裂縫處理費用、提高混凝土永久運行的安全可靠性是工程建設目標。

2 基本試驗

2.1 原材料

本次試驗所用原材料取自施工現場，如表1所示。混凝土空白對照組由施工單位提供的基準配合比，試驗組摻入廠家推薦摻量為2.5%的新型抑溫抗裂防水劑，由于防水劑具有減水作用，在滿足坍落度條件下降低用水量，配合比如表2所示。

表1 試驗所用原材料種類及型號

表2 混凝土試驗配合比

2.2 試驗內容

JX-IIIWD新型抑溫抗裂防水劑摻量2.5%，配入混凝土與空白對照組進行比對試驗，測試混凝土凝結時間、抗壓強度、半絕熱溫升、抗滲性能及早期抗裂性能，分析JXIIIWD新型抑溫抗裂防水劑對混凝土防滲抗裂性能的提升作用。

2.3 試驗結果

2.3.1 凝結時間及抗壓強度

對 JX-IIIWD新型抑溫抗裂防水劑2.5%摻量和0摻量混凝土進行室內拌合，通過混凝土基礎力學試驗和凝結時間試驗，得到不同齡期抗壓強度和凝結時間，試驗結果如表3所示。試驗結果表明，摻2.5% JX-IIIWD新型抑溫抗裂防水劑的混凝土初凝及終凝時間比不摻抗裂防水劑的混凝土均延長2h左右，能夠滿足現場施工要求；3d抗壓強度達到設計強度的80%，28d 抗壓強度超出配置強度，強度增長良好。

表3 混凝土凝結時間及抗壓強度對比

2.3.2 半絕熱溫升

通過半絕熱溫升試驗裝置進行混凝土半絕熱仿真溫度測量試驗，試驗結果如圖1所示。實驗結果表明，與0摻量空白對照組相比，摻2.5% JX-IIIWD新型抑溫抗裂防水劑混凝土半絕熱溫升顯著降低，抑溫效果顯著，且溫度峰值延后。

圖1 混凝土半絕熱仿真溫度測量試驗結果

2.3.3 抗滲及早期開裂

通過混凝土滲透儀進行混凝土抗滲性能試驗，試驗結果表明，摻2.5% JX-IIIWD新型抑溫抗裂防水劑的混凝土抗滲等級＞P20。混凝土早期抗裂空白組總開裂面積為1105mm2/m2、摻2.5%JX-IIIWD 新型抑溫抗裂防水劑混凝土總開裂面積為550mm2/m2，單位面積上的總開裂面積較基準混凝土低49.8%。由此可知，混凝土中摻入JXIIIWD新型抑溫抗裂防水劑，對混凝土早期抗裂性能具有一定的改善作用。

綜上所述，混凝土中摻新型抑溫抗裂防水劑，其凝結時間和抗壓強度均能滿足現場要求，同時可明顯抑制混凝土溫升，大幅提高混凝土抗滲性能和抗裂能力，有效降低混凝土開裂風險，對耐久性能也有一定的改善作用。

3 現場應用效果

為驗證新型抑溫抗裂防水劑在抽水蓄能電站隧洞中的應用效果，選擇進場隧洞洞口段部分襯砌作為基準對照組和添加JX-IIIWD新型抑溫抗裂防水劑試驗組，添加量約為2.5%，合計每方混凝土添加10kg，添加方式為外摻。通過現場二次襯砌混凝土澆筑施工，對比分析基準對照組和摻JX-IIIWD新型抑溫抗裂防水劑試驗組表觀質量和裂縫情況。經過養護后，添加新型抑溫抗裂防水劑混凝土澆筑后表面質量良好、無裂縫出現、無滲漏現象，能夠滿足工程需求，現場澆筑效果如圖2所示。

圖2 新型抑溫抗裂防水劑使用與否的效果對比

4 結束語

本文通過室內試驗和現場應用，得出如下結論：

摻入2.5% JX-IIIWD新型抑溫抗裂防水劑混凝土的抗壓強度和凝結時間均滿足現場施工要求，同時可有效降低混凝土溫升、提高抗裂性能和抗滲性能，明顯改善了混凝土防滲抗裂性能，提高混凝土結構的耐久性。

抽水蓄能電站隧洞襯砌現場澆筑效果表明，添加新型抑溫抗裂防水劑混凝土結構的表面質量良好、無裂縫出現、無滲漏現象，滿足工程需求，值得推廣。