智能变电站模块化建设已经成为国家电网未来发展的主要方向,将电力设备安装于预制舱房之内,整体吊装运输至现场固定就位即可使用,这是模块化建设的主要模式。相比于传统的钢结构舱房,玻璃纤维增强混凝土(GRC)具有比重小、强度高、韧性好、耐温湿度变化能力强、耐火性优、可塑性好等优点,对于开发新型高性能预制舱房,进行工厂化生产,实现智能变电站建设具有十分重要的意义。本文主要研究了预制舱房用GRC原材料优选和优化准则、力学性能测试方法对比、配合比与制备工艺优化设计,以及硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥两大胶凝体系GRC性能、大掺量纤维GRC的制备与性能。研究结论如下:(1)通过国内外文献调研和大量试验研究对比分析,确定了预制舱房用GRC原材料的优选与优化准则:以成型温度或服役环境确定胶凝材料体系;细骨料选用二氧化硅含量大于80%,粒径为≤3 mm连续级配洁净河砂;耐碱玻璃纤维选用氧化锆的含量>16%,质地较硬的簇状、短切纤维。(2)综合考虑GRC拌合物工作性能、泌水情况,以及力学性能的基础上,确定了GRC配合比参数和最佳范围。其次设计、对比了两种制备技术的实际效果,确定最优制备技术。结果表明:水胶比优选范围是0.30-0.38;胶砂比优选范围是1:0.5-1:1.2;玻璃纤维最佳体积掺量是2%,在制备成型GRC时应选择先湿后干法的制备技术。(3)对硅酸盐水泥基GRC设计、制备和硬化后试件性能的研究,结果表明:GRC抗折强度随水胶比的增大而先增大后减小;随胶砂比的降低总体呈减小趋势;随纤维掺量提高而增大。制备的GRC 28 d抗压强度在43.0-60.0 MPa;抗折强度在10.6-15.0 MPa,满足预制舱房对GRC的力学强度要求。(4)硫铝酸盐水泥基GRC力学强度变化规律和硅酸盐水泥基GRC基本一致,硫铝酸盐水泥基体的碱度较低,水化产物导致玻璃纤维发生腐蚀及脆化机率较小,制备的GRC长期抗折强度稳定。28 d抗压强度在35.0-50.0 Mpa;抗折强度在12.0-15.0 Mpa,满足预制舱房对GRC的力学强度要求。(5)分析纤维对GRC拌合物性能的影响,提出了球形粉煤灰微珠降阻与聚羧酸减水剂降粘分散协同方法,攻克了大掺量纤维(体积掺量3.0%以上)GRC流动性低、纤维易结团的关键技术难题,成功制备出性能优异的大掺量纤维GRC。微珠的最佳掺量为30%,纤维最大掺量可达4.0%甚至5.0%,抗折强度可以提高20%。