1. 工程概略
　　沙坡頭黃河特大橋位于寧夏回族自治區(qū)中衛(wèi)市常樂(lè)鎮(zhèn)小灣村西側(cè)，處于黃河黑山峽峽谷河段，向西穿越騰格里沙漠東南活動(dòng)沙丘與孟家灣段道路相接，是上海至武威公路中寧至營(yíng)盤(pán)水高速公路逾越黃河的一座特大橋梁。黃河大橋起自K58+347，終至K59+688.5，全長(zhǎng)1341.5m。中寧岸引橋采用9孔40m先簡(jiǎn)支后連續(xù)預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁；主橋采用（65+2×120+65）m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)鋼構(gòu)箱梁；孟家灣岸引橋采用15孔40m先簡(jiǎn)支后連續(xù)預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁。主橋墩采用矩形薄壁空心墩，墩身中間采用兩系梁銜接，根底采用18根Φ2.0m鉆孔灌注多排樁。橋址區(qū)屬黃河上游，橋位處河面寬為200m～250m，施工常水位H=1241.20m，水深7.0～8.0m。
　　沙坡頭黃河特大橋主橋11#墩位于黃河中間，墩身高度55.4m，墩身底單柱截面尺寸為8.0×2.0m，采用雙柱矩形薄壁空心墩構(gòu)造方式，根底采用18根64m長(zhǎng)直徑2.0m的鉆孔灌注多排樁，承臺(tái)尺寸28.8×13.2×4 m3（長(zhǎng)×寬×高）。承臺(tái)混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度為30MPa，承臺(tái)混凝土設(shè)計(jì)總方量為1520.64m3，屬于大致積的混凝土。承臺(tái)采用鋼套箱施工，鋼套箱內(nèi)部尺寸為29.0×13.4×8.5 m3，混凝土澆筑采用泵送的施工辦法，混凝土澆筑開(kāi)端時(shí)間7月21日16：45時(shí)，完畢時(shí)間7月23日17:00時(shí),澆筑時(shí)間48小時(shí)，混凝土澆筑量1684m3。
　　由于11#墩承臺(tái)所處的特殊位置及龐大的體積，決議混凝土必需具有高抗?jié)B性、良好的工作性能、優(yōu)越的耐久性，因而在主橋承臺(tái)施工中針對(duì)性采用了摻有粉煤灰的高性能混凝土。
　　2. 高性能混凝土概念及特性
　　高性能混凝土（High Performance Concrete，HPC）是20世紀(jì)80年代末90年代初，一些興旺國(guó)度基于混凝土構(gòu)造耐久性設(shè)計(jì)提出的一種全新概念的混凝土，它以耐久性為首要設(shè)計(jì)指標(biāo)，這種混凝土有可能為根底設(shè)備工程提供100年以上的運(yùn)用壽命。
　　我國(guó)著名混凝土科學(xué)家吳中偉院士以為高性能混凝土（HPC）是一種新型的高技術(shù)混凝土，是在大幅度進(jìn)步混凝土性能的根底上，采用現(xiàn)代混凝土技術(shù)，選用優(yōu)質(zhì)原資料，除了水泥、水、集料以外，必需摻加足夠數(shù)量的細(xì)摻合料與高效外加劑，以耐久性作為主要設(shè)計(jì)指標(biāo)的混凝土，滿足耐久性、施工性、適用性、強(qiáng)度、體積穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性等。
　　配制高性能混凝土?xí)r，摻入活性細(xì)摻合料能夠使水泥漿的活動(dòng)性大為改善，空隙得到充沛填充，使硬化后的水泥混凝土強(qiáng)度有所進(jìn)步.更重要的是，參加活性細(xì)摻合料改善了混凝土中水泥與骨料的界面構(gòu)造.使混凝土的強(qiáng)度、抗?jié)B性與耐久性均得到進(jìn)步?；钚约?xì)摻合料是高性能混凝土必用的組成資料，在高性能混凝土中常用的活性細(xì)摻合料有粉煤灰、磨細(xì)礦渣粉、硅粉、自然沸石粉等。
　　區(qū)別于傳統(tǒng)混凝土，高性能混凝土由于具有高耐久性、高工作性、高強(qiáng)度和高體積穩(wěn)定性等許多優(yōu)秀特性，被以為是目前全世界性能最為全面的混凝土，至今已在不少重要工程中被采用，特別是在橋梁、高層建筑、海港建筑等工程中顯現(xiàn)出其共同的優(yōu)越性，在工程平安運(yùn)用期、經(jīng)濟(jì)合理性、環(huán)境條件的順應(yīng)性等方面產(chǎn)生了明顯的效益。
　　3. 粉煤灰混凝土的耐久性、抗?jié)B性及良好的可泵性特性
　　粉煤灰是火電廠燃煤鍋爐排出的煙道灰，它能進(jìn)步混凝土的抗?jié)B性，顯著改善混凝土拌合物的工作性，進(jìn)步易泵性，硬化混凝土抗裂性能進(jìn)步，進(jìn)步構(gòu)造物的耐久性。
　　傳統(tǒng)意義混凝土耐久性差的主要緣由是單純水泥水化硬化后，水泥的水化反響生成物有水化硅酸鈣、水化鋁（鐵）酸鈣、氫氧化鈣和水化硫鋁酸鈣等，其中的氫氧化鈣是招致水泥混凝土耐久性差的本源，特別是氫氧化鈣大片狀結(jié)晶，在有（壓）水浸透的條件下，首先被軟水溶出，形成軟水腐蝕，同時(shí)招致混凝土的空隙率增大，抗?jié)B性、耐水性及抗氯鹽浸透性變差，更容易發(fā)作冰凍、鹽凍、堿集料反響和鋼筋銹蝕等毀壞。假如要使混凝土配制成將耐久性視為重要根本特征的高性能混凝土，在其水泥水化產(chǎn)物中，就必需設(shè)法減少或消弭氫氧化鈣這種有損強(qiáng)度、耐久性的大結(jié)晶體。
　　粉煤灰等活性摻合料具有與水泥水化生成的氫氧化鈣反響的特性，活性摻合料與氫氧化鈣發(fā)作的反響比水泥水化滯后，稱(chēng)作“二次反響”，粉煤灰等活性摻合料的主要成分是氧化鈣和氧化鋁，二次反響的生成物仍然是水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣凝膠體，水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣是水泥石中提供強(qiáng)度的主要礦物來(lái)源。這就不只使耐久性改善，而且使混凝土強(qiáng)度進(jìn)步。由于二次反響形成了摻粉煤灰的水泥混凝土凝結(jié)較慢，緩凝0.5～1h，水化熱低，更適用于大致積混凝土；在保濕養(yǎng)生良好的條件下，后期強(qiáng)度增長(zhǎng)率大，長(zhǎng)齡期強(qiáng)度高，強(qiáng)度進(jìn)步后，抗?jié)B性、抗磨性等耐久性就好。由于減少了氫氧化鈣晶體，水泥石中的細(xì)觀裂紋尖端少，干縮變形小，不只使粉煤灰水泥混凝土的抗（微）裂性進(jìn)步，而且使摻粉煤灰的公路工程混凝土構(gòu)造抗沖擊、耐疲倦動(dòng)載特性得以改善。
　　高質(zhì)量粉煤灰的形態(tài)多數(shù)是空心微珠玻璃球，由于“微珠”效應(yīng)，使摻用粉煤灰的水泥混凝土施工所需求的流變性、粘聚性、飾面性等工作性良好，易于泵送、修飾，平整度高，構(gòu)造外觀缺陷少，更美觀，更平整，且更密實(shí)，有利于進(jìn)步防水抗?jié)B性。其次，優(yōu)質(zhì)粉煤灰的“微珠”效應(yīng)同時(shí)使硬化混凝土的干縮變形減少，抗裂性能進(jìn)步。平均散布在混凝土中的粉煤灰顆粒不會(huì)大量吸水，不但起到滾珠作用而且能與水泥粒子組成合理的微粒級(jí)配，減少填充水?dāng)?shù)量，影響混凝土的堆積狀態(tài)，進(jìn)步混凝土的堆積密度，具有減水作用，使新拌混凝土工作性優(yōu)秀，硬化后的混凝土構(gòu)造愈加平均密實(shí)。不會(huì)發(fā)作泌水離析現(xiàn)象，使施工性、可泵性和抗浸透性效果更好。
　4. 高性能混凝土配制
　　4.1 原資料的選用
　　（1）水泥：配制高性能混凝土的水泥，應(yīng)具有較高的強(qiáng)度、良好的流變性能以及與外加劑良好的相容性，普通應(yīng)為質(zhì)量穩(wěn)定的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，其強(qiáng)度宜采用不能低于42.5（R）級(jí)，以保證混凝土的高強(qiáng)度。為確保其活動(dòng)性，所用水泥的流變性能更為重要，普通請(qǐng)求選用中熱硅酸鹽水泥，并宜選擇活性較高的，這樣其規(guī)范稠度用水量較低，能使混凝土在較低水灰比例下具有良好的工作性，并能夠降低水泥的水化熱，進(jìn)步混凝土的體積穩(wěn)定性，減少溫度裂痕的產(chǎn)生。我們選用了中寧P.O42.5普通硅酸鹽水泥。
　?。?）粉煤灰:粉煤灰是火電廠燃煤鍋爐排出的煙道灰，它能進(jìn)步混凝土的抗?jié)B性，顯著改善混凝土拌合物的工作性。配制高性能混凝土所用的粉煤灰必需來(lái)自燃煤工藝先進(jìn)的電廠，粉煤灰的燒失量應(yīng)盡可能地低。我們選用寧夏大壩電廠的Ⅰ級(jí)優(yōu)質(zhì)粉煤灰。
　　（3）粗骨料：高性能混凝土必需選用強(qiáng)度高、吸水率低、級(jí)配良好的粗集料，宜選擇外表粗糙、外形有棱角、針片狀顆粒含量低(不宜大于5%)的硬質(zhì)砂巖、石灰?guī)r、花崗巖、玄武巖碎石，級(jí)配契合標(biāo)準(zhǔn)請(qǐng)求，粗集料還應(yīng)留意集料的粒型、級(jí)配和巖石品種，普通采取連續(xù)級(jí)配，其中尤以級(jí)配良好、外表粗糙的石灰?guī)r碎石為最好，這可能是由于石灰?guī)r的礦物成分能與水泥漿有較好的分離所致.粗集料的線收縮系數(shù)要盡可能小，這樣能大大減小溫度應(yīng)力，從而進(jìn)步混凝土的體積穩(wěn)定性。
　　粗集料選用孟家灣石灰?guī)r石料場(chǎng)的石料，粒徑5～40mm連續(xù)級(jí)配石灰石碎石，含泥量0.3%，針片狀顆粒含量3.5%，壓碎指標(biāo)4.7%。
　　（4）細(xì)骨料：細(xì)集料宜選用質(zhì)地堅(jiān)硬、干凈、級(jí)配良好的自然中、粗河砂，其質(zhì)量請(qǐng)求應(yīng)契合普通混凝土用砂石規(guī)范中的規(guī)則.砂的粗細(xì)水平及含泥量對(duì)混凝土強(qiáng)度有明顯的影響。細(xì)集料選用營(yíng)盤(pán)水砂場(chǎng)水洗河砂，細(xì)度模數(shù)2.39，含泥量2.2%，泥塊含量0.2%。
　?。?）泵送劑：泵送劑首要的是應(yīng)具備良好的可泵送性，就是混凝土拌合物具有順利經(jīng)過(guò)保送管道、不梗塞、不離析、粘塑性良好的性能。本項(xiàng)目選用KDNOF-7高強(qiáng)泵送劑。
　?。?）水：選用干凈黃河浸透過(guò)濾沉淀水。
　　4.2 配合比設(shè)計(jì)：主墩承臺(tái)混凝土配合比是依據(jù)混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度及工作性的請(qǐng)求停止設(shè)計(jì)的，混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C30的高性能混凝土，施工請(qǐng)求泵送。
　　粉煤灰混凝土配合比計(jì)算辦法采用了外加法配合比，依據(jù)基準(zhǔn)混凝土計(jì)算出的各種資料用量（C、W、S、G），選定外加粉煤灰摻入率（f%），再對(duì)各種資料停止計(jì)算調(diào)整。
　　配合比除應(yīng)滿足混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度和耐久性請(qǐng)求外，必需滿足可泵性請(qǐng)求。
　　依照《公路橋涵施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTJ041-2000）有關(guān)技術(shù)請(qǐng)求，大致積混凝土最大膠材總量不宜超越350kg/m3，泵送混凝土最小水泥用量280kg/m3請(qǐng)求，計(jì)算出摻粉煤灰不宜大于70 kg/m3即水泥用量的25%，由于工期的請(qǐng)求我們?yōu)榱诉M(jìn)步早期強(qiáng)度采用了10%的粉煤灰摻量；適合水灰（膠）比應(yīng)控制在045～0.60之間；砂率宜為40%～45%；經(jīng)屢次實(shí)驗(yàn)比擬，最終肯定粉煤灰混凝土配合比為水泥∶粉煤灰∶砂∶石∶水∶泵送劑=315∶31.5∶822∶1090∶161∶277，水膠比0.46，砂率43%，坍落度140mm，混凝土試件7天及28天抗壓強(qiáng)度分別為35.1 MPa、42.4 MPa，滿足高性能混凝土技術(shù)規(guī)范。
　　在整個(gè)承臺(tái)施工過(guò)程中，混凝土的和易性、工作性能良好，在泵送過(guò)程中沒(méi)有因混凝土質(zhì)量而惹起堵管，混凝土硬化后也沒(méi)有發(fā)作由于水化熱和溫差惹起的裂痕。在施工過(guò)程中項(xiàng)目部實(shí)驗(yàn)室及監(jiān)理中心實(shí)驗(yàn)室隨機(jī)抽取混凝土試件共25組，28天均勻強(qiáng)度35.84Mpa、規(guī)范偏向2.11、變異系數(shù)5.88，滿足強(qiáng)度請(qǐng)求。
      沙坡頭黃河特大橋水中墩承臺(tái)大致積混凝土的施工，在應(yīng)用粉煤灰高性能混凝土方面取得勝利，為土建工程在大致積有抗?jié)B性請(qǐng)求混凝土施工方面積聚了經(jīng)歷。高性能混凝土是一種新型高技術(shù)混凝土，是在大幅度進(jìn)步普通混凝土性能的根底上采用現(xiàn)代混凝土技術(shù)制造的混凝土。它以耐久性作為設(shè)計(jì)的主要指標(biāo)，針對(duì)不同用處請(qǐng)求，對(duì)下列性能重點(diǎn)予以保證:耐久性、工作性、適用性、強(qiáng)度、體積穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。但在詳細(xì)混凝土設(shè)計(jì)和施工時(shí)，還要把各種實(shí)踐影響要素思索進(jìn)去，依據(jù)工程特性、所處環(huán)境、施工氣候及條件、經(jīng)濟(jì)才能等，量體裁衣，選擇出契合工程實(shí)踐請(qǐng)求的原資料，并經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室的試配調(diào)整，肯定出合理的配合比，以保證高性能混凝土的質(zhì)量，滿足工程的需求。