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沙丘與孟家灣段道路相接，是上海至武威公路中寧至營盤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1341.5m。中寧岸引橋采用9孔40m先簡支后連續(xù)預應(yīng)力混凝土箱梁；主橋采用（65+2×120+65）m預應(yīng)力混凝土連續(xù)鋼構(gòu)箱梁；孟家灣岸引橋采用15孔40m先簡支后連續(xù)預應(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長直徑2.0m的鉆孔灌注多排樁，承臺尺寸28.8×13.2×4 m3（長×寬×高）。承臺混凝土的設(shè)計強度為30MPa，承臺混凝土設(shè)計總方量為1520.64m3，屬于大致積的混凝土。承臺采用鋼套箱施工，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，混凝土澆筑開端時間7月21日16：45時，完畢時間7月23日17:00時,澆筑時間48小時，混凝土澆筑量1684m3。
　　由于11#墩承臺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，因而在主橋承臺施工中針對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80年代末90年代初，一些興旺國度基于混凝土構(gòu)造耐久性設(shè)計提出的一種全新概念的混凝土，它以耐久性為首要設(shè)計指標，這種混凝土有可能為根底設(shè)備工程提供100年以上的運用壽命。
　　我國著名混凝土科學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)量的細摻合料與高效外加劑，以耐久性作為主要設(shè)計指標的混凝土，滿足耐久性、施工性、適用性、強度、體積穩(wěn)定性和經(jīng)濟性等。
　　配制高性能混凝土時，摻入活性細摻合料能夠使水泥漿的活動性大為改善，空隙得到充沛填充，使硬化后的水泥混凝土強度有所進步.更重要的是，參加活性細摻合料改善了混凝土中水泥與骨料的界面構(gòu)造.使混凝土的強度、抗?jié)B性與耐久性均得到進步?；钚约殦胶狭鲜歉咝阅芑炷帘赜玫慕M成資料，在高性能混凝土中常用的活性細摻合料有粉煤灰、磨細礦渣粉、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，在工程平安運用期、經(jīng)濟合理性、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，它能進步混凝土的抗?jié)B性，顯著改善混凝土拌合物的工作性，進步易泵性，硬化混凝土抗裂性能進步，進步構(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度的主要礦物來源。這就不只使耐久性改善，而且使混凝土強度進步。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，后期強度增長率大，長齡期強度高，強度進步后，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，有利于進步防水抗?jié)B性。其次，優(yōu)質(zhì)粉煤灰的“微珠”效應(yīng)同時使硬化混凝土的干縮變形減少，抗裂性能進步。平均散布在混凝土中的粉煤灰顆粒不會大量吸水，不但起到滾珠作用而且能與水泥粒子組成合理的微粒級配，減少填充水數(shù)量，影響混凝土的堆積狀態(tài)，進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。不會發(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
　?。?）水泥：配制高性能混凝土的水泥，應(yīng)具有較高的強度、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，其強度宜采用不能低于42.5（R）級，以保證混凝土的高強度。為確保其活動性，所用水泥的流變性能更為重要，普通請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。
　　（2）粉煤灰:粉煤灰是火電廠燃煤鍋爐排出的煙道灰，它能進步混凝土的抗?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自燃煤工藝先進的電廠，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級優(yōu)質(zhì)粉煤灰。
　?。?）粗骨料：高性能混凝土必需選用強度高、吸水率低、級配良好的粗集料，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，級配契合標準請求，粗集料還應(yīng)留意集料的粒型、級配和巖石品種，普通采取連續(xù)級配，其中尤以級配良好、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石料場的石料，粒徑5～40mm連續(xù)級配石灰石碎石，含泥量0.3%，針片狀顆粒含量3.5%，壓碎指標4.7%。
　　（4）細骨料：細集料宜選用質(zhì)地堅硬、干凈、級配良好的自然中、粗河砂，其質(zhì)量請求應(yīng)契合普通混凝土用砂石規(guī)范中的規(guī)則.砂的粗細水平及含泥量對混凝土強度有明顯的影響。細集料選用營盤水砂場水洗河砂，細度模數(shù)2.39，含泥量2.2%，泥塊含量0.2%。
　　（5）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)過保送管道、不梗塞、不離析、粘塑性良好的性能。本項目選用KDNOF-7高強泵送劑。
　?。?）水：選用干凈黃河浸透過濾沉淀水。
　　4.2 配合比設(shè)計：主墩承臺混凝土配合比是依據(jù)混凝土的設(shè)計強度及工作性的請求停止設(shè)計的，混凝土的設(shè)計強度為C30的高性能混凝土，施工請求泵送。
　　粉煤灰混凝土配合比計算辦法采用了外加法配合比，依據(jù)基準混凝土計算出的各種資料用量（C、W、S、G），選定外加粉煤灰摻入率（f%），再對各種資料停止計算調(diào)整。
　　配合比除應(yīng)滿足混凝土設(shè)計強度和耐久性請求外，必需滿足可泵性請求。
　　依照《公路橋涵施工技術(shù)標準》（JTJ041-2000）有關(guān)技術(shù)請求，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請求，計算出摻粉煤灰不宜大于70 kg/m3即水泥用量的25%，由于工期的請求我們?yōu)榱诉M步早期強度采用了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)屢次實驗比擬，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。
　　在整個承臺施工過程中，混凝土的和易性、工作性能良好，在泵送過程中沒有因混凝土質(zhì)量而惹起堵管，混凝土硬化后也沒有發(fā)作由于水化熱和溫差惹起的裂痕。在施工過程中項目部實驗室及監(jiān)理中心實驗室隨機抽取混凝土試件共25組，28天均勻強度35.84Mpa、規(guī)范偏向2.11、變異系數(shù)5.88，滿足強度請求。
      沙坡頭黃河特大橋水中墩承臺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)計的主要指標，針對不同用處請求，對下列性能重點予以保證:耐久性、工作性、適用性、強度、體積穩(wěn)定性和經(jīng)濟性。但在詳細混凝土設(shè)計和施工時，還要把各種實踐影響要素思索進去，依據(jù)工程特性、所處環(huán)境、施工氣候及條件、經(jīng)濟才能等，量體裁衣，選擇出契合工程實踐請求的原資料，并經(jīng)過實驗室的試配調(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。