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我國有12個(gè)省擁有火山灰資源，并且儲量豐富，但由于不同地域火山灰成因各異，其化學(xué)成分、礦物組成和物理性能差別較大，對混凝土性能的改善效果也不盡相同，所以火山灰僅在火山灰含量豐富的地區有少量應用，利用水平低。

我國西南地區，眾多工程在建或即將建設，作為混凝土摻合料的粉煤灰資源相對緊缺，而云南騰沖、龍陵一帶分布有大量天然火山灰，資源豐富。將火山灰應用于混凝土工程，部分或全部取代粉煤灰作為混凝土摻合料，可達到改善和提高混凝土的性能，降低工程造價(jià)的目的。

天然火山灰質(zhì)材料是指經(jīng)磨細加工的火山灰或火山渣、玄武巖、凝灰巖、浮石巖、沸石巖、安山巖、硅藻土等具有火山灰活性的天然礦物質(zhì)粉體材料。天然火山灰質(zhì)材料是自身不具有或只有微弱水化活性的硅酸鹽或硅鋁酸鹽材料，常溫下，在有水的條件下，可與氫氧化鈣反應，生成凝膠性物質(zhì)。 與粉煤灰類(lèi)似，天然火山灰同樣具有形態(tài)效應、微集料效應和火山灰效應，天然火山灰用作混凝土摻合料的可行性是毋庸置疑的，問(wèn)題的關(guān)鍵是選擇合適來(lái)源的火山灰材料，合理確定其生產(chǎn)工藝和物理化學(xué)特性參數，精心設計混凝土配合比，以獲得性能優(yōu)良的高性能綠色混凝土。 天然火山灰質(zhì)材料簡(jiǎn)介

天然火山灰質(zhì)材料微觀(guān)圖

天然火山灰質(zhì)材料是指以具有火山灰性質(zhì)的天然礦物材料為原料磨細制成的粉體，主要包括： 1、火山灰或火山渣：火山噴發(fā)的細粒碎屑的疏松沉積物。 2、玄武巖：火山爆發(fā)是巖漿噴出地面驟冷凝結而成的硅酸鹽巖石。 3、凝灰巖：由火山灰沉積形成的致密巖石。 4、天然沸石巖（沸石）：以堿金屬或堿土金屬的含水鋁硅酸鹽礦物為主要成分的巖石。 5、天然浮石巖（浮石）：熔融的巖漿隨火山噴發(fā)冷凝而成的具有密集氣孔的火山玻璃巖。 6、安山巖：一種中性的鈣堿性火山巖，常與玄武巖共生。 天然火山灰質(zhì)材料都含有一定數量的活性二氧化硅、活性氧化鋁等成分，這些活性成分在有水的環(huán)境下，能與氫氧化鈣發(fā)生反應，產(chǎn)生水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣、水化硫鋁酸鈣等產(chǎn)物，這個(gè)反應稱(chēng)為火山灰反應。 天然火山灰質(zhì)材料在建筑上的應用已經(jīng)有數千年的歷史，在埃及、羅馬、希臘等很多歷史建筑上都能看到它們的身影，有些建筑至今已有2000多年的歷史，足見(jiàn)這種材料的耐久性。 混凝土或硅酸鹽水泥中加入天然火山灰質(zhì)材料能夠降低水化熱，控制大體積混凝土的溫升。同時(shí)，還能夠提高混凝土抵御硫化物腐蝕的能力，降低堿骨料反應的影響。 有些天然火山灰質(zhì)材料還能大幅度降低混凝土的滲透性，提高其強度。 混凝土用天然火山灰質(zhì)材料技術(shù)要求 在我國和大多數，天然火山灰普遍作為混合材用于水泥的生產(chǎn)，且有相應的技術(shù)標準。GB/T2847“用于水泥中的火山灰質(zhì)混合材料”對用作水泥混合材的天然火山灰材料進(jìn)行了規定，其中的技術(shù)條款主要偏重于粉煤灰等人工火山灰材料，且對水泥混合材的技術(shù)要求主要從滿(mǎn)足水泥強度的角度考慮，缺乏針對火山灰作為混凝土摻合料的相關(guān)技術(shù)規定。DL/T5273－2012“水工混凝土摻用天然火山灰質(zhì)材料技術(shù)規范”和JG/T315－2011“水泥砂漿和混凝土用天然火山灰質(zhì)材料”詳細規定了作為礦物摻合料使用的天然火山灰質(zhì)材料的技術(shù)要求。

天然火山灰質(zhì)材料品質(zhì)要求/%

DL/T5273和JG/T315對天然火山灰質(zhì)材料的技術(shù)要求大同小異。整體上看，JG/T315的性能指標要求要高于DL/T5273。 主要差異是對火山灰質(zhì)材料需水量或流動(dòng)度比上。DL/T5273考慮水工混凝土行業(yè)習慣，參照DL/T5055－2007“水工混凝土摻用粉煤灰技術(shù)規范”，提出了需水量的要求;JG/T315考慮到流動(dòng)度比測定起來(lái)快捷、方便，參照GB/T18046《用于水泥和混凝土中的?；郀t礦渣粉》，采用流動(dòng)度比指標，而且針對不同種類(lèi)的天然火山灰質(zhì)材料，規定了不同的指標值。另外一個(gè)主要差別是DL/T5273規定對SiO2、Al2O３、Fe2O３三者總比例提出了要求，JG/T315則沒(méi)有。 總體而言，DL/T5273和JG/T315的實(shí)施，對天然火山灰質(zhì)材料的應用起到了積極的推動(dòng)作用。 天然火山灰質(zhì)材料的質(zhì)量控制 作為混凝土礦物摻合料使用的天然火山灰質(zhì)材料，要特別關(guān)注細度、需水量比/流動(dòng)度比、燒失量、28d活性指數、SO3含量、SiO2+Al2O3+Fe2O3、堿含量等指標的穩定性，嚴格控制其波動(dòng)范圍。比如，DL/T5273就規定了天然火山灰質(zhì)材料的勻質(zhì)性要求。

天然火山灰質(zhì)材料的勻質(zhì)性要求

為了有效控制天然火山灰質(zhì)材料質(zhì)量，可從以下幾個(gè)方面加以控制: (1)大量隨機抽樣測試天然火山灰生產(chǎn)廠(chǎng)家的成品火山灰的品質(zhì)，進(jìn)行統計分析，監測質(zhì)量波動(dòng)情況。 (2)選取品質(zhì)波動(dòng)范圍較大的火山灰，測試其主要品質(zhì)指標，評估品質(zhì)波動(dòng)對膠砂和混凝土性能的影響。 (3)根據實(shí)際使用對象的工程質(zhì)量標準，提出火山灰勻質(zhì)性控制指標，嚴格規定取樣測試頻率及試驗內容。 摻火山灰混凝土與摻粉煤灰混凝土的對比

摻火山灰混凝土試驗配合比參數

摻粉煤灰混凝土試驗配合比參數

摻火山灰混凝土耐久性能試驗結果

由于火山灰是由粒徑不一的片狀或板狀等不規則體組成，不同于粉煤灰的球形，沒(méi)有滾珠軸承作用，因此火山灰的需水量比大于粉煤灰?；鹕交屹|(zhì)材料的特點(diǎn)是疏松，顆粒有空腔，內比表面積大，易吸水、易反應，所以標準稠度用水量較大，要達到泵送流動(dòng)性要求需水較多，水灰比加大對混凝土強度有影響。 針對火山灰需水量大的特點(diǎn)，在混凝土的配制中主要采取以下措施： 1、采用緩凝高效減水劑，提高相對摻量，以降低混凝土單位用水量和膠凝材料用量。 2、采用三民質(zhì)火山灰，提高火山灰的加工工藝水平，進(jìn)一步降低需水量比。