第六章 火山灰质混合材料与火山灰水泥
67、如何评定火山灰质混合材的活性品质
如何评定火山灰质混合材的活性品质评定火山灰质混合材料的活性品质，以往是以石灰吸收值的大小作依据的。
但是，随着人们对客观世界认识的不断深化，发现石灰吸收值的大小常与材料比表面积的大小有关，石灰吸收值的大小有时不能正确反映所用的混合材料配制的水泥性能之优劣。
因而，国家标准规定，作为水泥的火山灰质混合材料，必须进行“火山灰性”及“抗压强度比”两项试验，并相应提出了其技术指标。
（1）火山灰性试验该方法的试验原理是将掺入30％火山灰质混合材的水泥，按水灰比5:1制成浆体，在40±2℃条件下养护7天或14天，然后过滤，滴定滤液中的CaO 含量（毫克分子数/L ）及OH-（毫克分子数/L ），并在不同OH-浓度下的CaO 溶解度曲线图（称之为火山灰活性图）上画点，如试验点落在曲线下方，说明该种火山灰质混合材能够吸收水泥熟料水化时所析出的Ca(OH)2，具有火山灰性，反之，则不具有火山灰性（具体试验方法见国家标准GB2847—8l ）。
通过火山灰性试验，试验点必须落在CaO 溶解度曲线的下方，如7天测得的试验点落在曲线上方，则再进行养护14天的试样测定，如14天试验点落在曲线下方，说明火山灰性发挥得慢些，仍为合格，否则，为不合格。
火山灰活性图（2）抗压强度比试验该方法是按GB177—85《水泥胶砂强度检验方法》用同一种熟料分别制成掺入30％火山灰质混合材料的水泥和不掺混合材料的水泥。
然后测两种水泥的28天的抗压强度。
并按下式求出抗压强度比：%10021⨯=R R R 式中：R ——抗压强度比值；R1——掺30％火山灰质混合材料水泥的抗压强度；R2——不掺混合材料水泥的抗压强度。
国家标准规定，作为水泥火山灰质混合材料，其水泥胶砂28天抗压强度比（R）要大于62％。
（3）烧失量天然火山灰质混合材料的烧失量，多为结晶水脱水而造成，对水泥无危害。
人工火山灰质混合材料的烧失量多为未燃尽的炭。
炭是水泥的有害组分，因此人工火山灰质混合材料的烧失量越少越好，国家标准规定人工火山灰质混合材料的烧失量不得大于10％。
火山灰质混合材料的组成.
项目一通用硅酸盐水泥组分设计
任务4 水泥混合材料的选择
火山灰质混合材料的组成
资源共享课程
项目一通用硅酸盐水泥ห้องสมุดไป่ตู้分设计
任务4 水泥混合材料的选择
火山灰质混合材料的化学成分以SiO2、Al2O3为主，其含量占 70%左右，而CaO含量较低，其矿物组成随其成因变化较大。 下表列出我国部分火山灰质混合材料的化学成分。
2.0 54. 072 .91 1.9 91. 742 .12 2.9 80. 23
3.7 90. 480 .63 0.2 40. 340 .10 0.6 90. 18
97.3 399. 9299 .051 00.1 299. 9699 .989 9.88 100. 13
8.8 31. 503 .30 0.9 05. 580 .70 4.7 11. 01
8.8 00. 401 .28 1.0 22. 971 .00 1.1 60. 43
0.4 90. 530 .06 1.0 72. 601 .92 2.3 01. 26
1.9 00. 370 .47 0.8 01. 270 .70 0.5 7－
下表列出我国部分火山灰质混合材料的化学成 分。
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项目一通用硅酸盐水泥组分设计
任务4 水泥混合材料的选择
表 材料名 称 牡丹江 火山灰 杭州凝 灰岩海 林沸石 嵊县硅 藻土唐 山煤矸 石柳州 页岩渣 湖州沸 腾炉渣 淄博硅 质渣 烧失 Al2O SiO2 量 3 43. 777 4.2 265 .53 65. 265 5.9 657 .00 52. 216 5.6 3 我国部分火山灰质混合材料的化学成分 Fe2O
3
CaO MgO
SO3
09-10建筑材料题库
《建筑与装饰材料》试题库（适用于建经、建管、材料专业）一、判断题：（每小题2分，选出10道小题，共20分）第一章：1．棉袄浸水后保暖性会变差。
（ y ）2．一般情况下，导热系数的大小为：金属材料﹥非金属材料﹥有机材料。
（ y ）3．亲水性材料的润湿角θ≤90°。
（ y ）4．憎水性材料的润湿角θ＞90°。
（ y ）5．材料吸水后，将使材料的强度提高。
（ n ）6．导热系数大的材料适合作保温材料。
（ n ）7．材料的开口孔隙率越大，吸水率越大。
（ n ）第二章：10．建筑石膏技术性质之一是耐火性较好。
（ n ）11．生石灰块可不经“陈伏”而直接使用。
（ n ）12．生石灰在空气中受潮消解为消石灰，并不影响使用。
（ n ）13．石灰可用来改善砂浆的保水性。
（ y ）14．气硬性胶凝材料只能在空气中硬化，而水硬性胶凝材料只能在水中硬化。
（ n ）15．石灰的技术性质之一是凝结硬化快，并且硬化时体积收缩大。
（ n ）16．生石灰块加入水中，经熟化就得到消石灰粉。
（ y ）17．生石灰熟化时，石灰浆流入储灰池中需要“陈伏”两周以上，其主要目的是为了制得和易性很好的石灰膏，以保证施工质量。
（ y ）第三章：22 .硅酸盐水泥是一种气硬性胶凝材料。
（ n ）23. 硅酸盐水泥熟料的四种主要矿物为：C3S、C2S、C3A、C4AF。
（ y ）24. 因为水泥是水硬性胶凝材料，故运输和储存时不怕受潮和淋湿。
（ n ）25.用沸煮法可以全面检验硅酸盐水泥的体积安定性是否良好。
（ y ）27. 粉煤灰水泥的水化热较低，抗裂性较好。
尤其适合于大体积水工混凝土以及地下和海港工程等。
（ y ）28. 石膏是水泥的缓凝剂，所以不能掺入太多，否则凝结时间会太长。
（ y ）29. 水泥熟料中的C3A的水化速度最快、水化热最大、耐腐蚀性最差。
（ y ）31.硅酸盐水泥水化在28d内由C3S起主要作用，一年后由C2S 起主要作用。
《无机材料工艺学(水泥)》考题 复习试题 无机材料试题 水泥材料试题
混凝土是由胶凝材料，水和粗细集料按适当比例配合、拌制成拌和物，经一定时间硬化而成的人造石材。
分类：按密度分：重砼＞2600kg/m3 普通砼 1950～2500kg/m3 轻砼＜1950kg/m3
按抗压强度标准值分：低强度混凝土 ＜ 20Mpa 中强度混凝土 20～60MPa
1、简述生料均化的基本原理。
2、连续式生料均化库要达到预期的均化效果，需具备哪两个先决条件？
3、连续式生料均化库具有什么优点？
4、提高生料均化效果的途径有哪些？
第六章 熟料煅烧技术
1、预分解窑的关键技术装备有哪些？
2、生料在煅烧过程的物理化学变化有哪些？
3、碳酸钙分解反应的特点是什么？影响分解速率的因素有哪些？
气硬性胶凝材料：只能在空气中凝结硬化，并保持和发展强度的胶凝材料。
水硬性胶凝材料：既能在空气中硬化，又能更好的在水中硬化，保持并继续发展其强度。
3、水泥的分类方法？
（1）按水泥的用途及性能分：
通用水泥：一般土木建筑工程通常采用的水泥
专用水泥：专门用途的水泥。
特性水泥：某种性能比较突出的水泥。
17、钙矾石
18、衡量水泥质量的指标有哪些？
1. 密度与容积密度 2. 细度3. 需水性(稠度、流动度)4. 凝结时间5. 水泥体积安定性
6. 水泥强度7. 保水性和泌水性8. 抗渗性9. 干缩性10. 耐热性11. 水化热12. 抗冻性
19、影响水泥安定性的因素有哪些？
体积安定性不良的原因：一般是由于熟料中所含的游离氧化钙、游离氧化镁或石膏掺入量过多造成。游离氧化钙是影响安定性的主要因素。
14、硅酸盐水泥的化学侵蚀包括那些？
第六章无机结合料稳定类混合料
•第六章无机结合料稳定类混合料
亦为CaO;
➢ 消石灰粉：将块状生石灰用适量的水消化而得的粉末，亦
称熟石灰，其主要成分为Ca(OH)2。 由于石灰原料中常含有碳酸镁成分，经煅烧生成的生
石灰中，或多或少含有氧化镁成分。建材行业标准中，根 据石灰中氧化镁含量按表6-2将石灰分为钙质石灰和镁质石 灰两类。
•第六章无机结合料稳定类混合料
6.1.1.1石灰的生产、消化与硬化
石灰土强度的形成与发展是通过机械压实、离 子交换反应、氢氧化钙结晶和碳酸化作用，以及火山 灰反应等一系列复杂、交织的物理-化学作用的过程来 完成的。
•第六章无机结合料稳定类混合料
离子交换反应：从石灰氢氧化钙中游离出的钙离子和氢氧根离子与粘土
矿物中的钠、氢离子发生离子交换，其结果使得粘土颗粒吸附水膜减薄， 促使土粒凝集和凝聚，形成稳定团粒结构。
⑴ 建材行业标准（表6-3）：将生石灰、生石灰粉和消石灰粉分
。 为优等品、一等品和合格品三个等级
•第六章无机结合料稳定类混合料
⑵ 道路行业标准（JTJ034－93）仍按袁国家标准 （GB1594-79）将生石灰和消石灰分别划分为3个等 级（见表6-4）
•第六章无机结合料稳定类混合料
6.1.2 石灰稳定土的技术性质
•第六章无机结合料稳定类混合料
无机结合料稳定性经压实成型并经养护后，可形成板 体结构，当其7d的抗压强度符合设计要求(表6-1)时，可 以作为道路路面结构中的基层或底(垫)基层，称为结合料 稳定类基(垫)层，在道路工程中，这类材料有被称之为半 刚性基层材料。
水泥砂浆和混凝土用天然火山灰质材料
水泥砂浆和混凝土用天然火山灰质材料CJ/T ××××—××××CJ/T ××××—××××前言本标准由住房和城乡建设部标准定额研究所提出。
本标准由住房和城乡建设部建筑工程标准技术归口单位归口。
本标准负责起草单位：本标准参加起草单位：本标准主要起草人：本标准为首次发布。
水泥砂浆和混凝土用天然火山灰质材料范围本标准规定了用于水泥砂浆和混凝土的天然火山灰质材料的术语和定义、原材料、技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志、运输与储存。
本标准适用于水泥砂浆和混凝土掺合料的天然火山灰质材料。
规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件，凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB 176 水泥化学分析方法GB/T 1345 水泥细度检验方法筛析法GB/T 2847 用于水泥中的火山灰质混合材料GB 6566 建筑材料放射性核素限量GB 12573 水泥取样方法GB/T 18046 用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉术语和定义下列术语和定义适用于本标准。
天然火山灰质材料具有火山灰性的天然矿物质粉体材料。
原材料天然火山灰质材料可由以下矿物质磨细制成。
火山灰火山喷发的细粒碎屑的疏松沉积物。
玄武岩火山爆发时岩浆喷出地面骤冷凝结而成的硅酸盐岩石。
凝灰岩由火山灰沉积形成的致密岩石。
天然沸石岩以碱金属或碱土金属的含水铝硅酸盐矿物为主要成分的岩石。
天然浮石岩熔融的岩浆随火山喷发冷凝而成的具有密集气孔的玻璃质熔岩。
技术要求5.1天然沸石粉的技术要求应符合《混凝土和砂浆用天然沸石粉》JG/T 3048的规定。
5.2 其他天然火山灰质材料应符合表1中的技术要求。
表1 天然火山灰质材料的技术要求序号项目技术指标1细度（45μm方孔筛筛余）（%）≤202流动度比（%）1）火山灰≥852）磨细玄武岩和凝灰岩≥903）磨细浮石粉≥653含水量（%）≤1.04烧失量（%）≤8.057d活性指数（%）≥50628d活性指数（%）7三氧化硫（%）≤3.58火山灰性试验合格a9放射性符合GB6566规定b10碱含量（%）按Na2O+0.658K2O计算值表示，其值由买卖双方协商确定。
水泥成分、种类、生产过程详细介绍
水化热 水泥水化放出的热称为水泥的水化热。
硅酸盐水泥的水化放热曲线
水泥的水化放热量大部分在3~7d内放 出，以后逐渐减少 大体积混凝土，冬季混凝土施工 水泥水化放热量与水泥细度、混合材 种类和数量有关 中热硅酸盐水泥和低热硅酸盐水泥， 适用于水化热较低的大坝和大体积混凝土 工程。
水泥化学品质指标 （1）不溶物：熟料中未参与矿物形成反应的粘土和 结晶SiO2 ，是煅烧不均匀，化学反应不完全的标 志。。 （2）烧矢量：反映熟料的烧成质量，混合材掺量是 否适当以及水泥风化的情况。 （3）氧化镁：以方镁石晶体存在的MgO导致水泥长 期安定性不良。 （4）SO3：造成水泥体积安定性不良，通过控制石 膏掺量控制。 （5）碱含量（Na2O+0.658K2O）：与活性骨料发生 碱骨料反应，导致混凝土不均匀膨胀破坏。
(2)碳酸盐分解
碳酸钙与碳酸镁在煅烧过程中分解放出二氧化碳 ～590℃，MgCO3≒MgO+CO2-1047~1214J/g ～890℃，CaCO3≒CaO+CO2-1645J/g
(3)固相反应
~800℃，CaO· Al2O3（CA）、CaO· Fe2O3（CF）与 2CaO· SiO2（C2S）开始形成。 800~900℃，开始形成12CaO· 7Al2O3（C12A7）。 900~1100℃，2CaO· Al2O3SiO2（C2AS）形成后又分 解。开始形成3CaO· Al2O3（C3A）和 4CaO· Al2O3· Fe2O3（C4AF）。所有碳酸钙均分解， 游离氧化钙达最高值。 1100~1200℃，大量形成C3A和C4AF，C2S含量达最 大值。
（2）混合材
活性混合材 混合材磨细后与石灰和石膏拌合，加水后既 能在水中又能在空气中硬化的称为活性混合材。 粒化高炉矿渣：炼铁高炉的熔融矿渣经水淬急冷形 成，物相组成大部分为玻璃体，具有较高的化学 潜能，在激发剂的作用下具有水硬性。 化学成分：CaO、Al2O3、SiO2 >90% MgO、MnO、Fe2O3、CaS、FeS、TiO2等 质量系数=（CaO+MgO+Al2O3）/（SiO2+MnO） 活性矿渣质量系数>1.2，非活性矿渣质量系数<1.2
第6章无机结合料稳定类混合料详解
第六章 无机结合料稳定类混合料
(2)干燥收缩及影响因素分析 石灰稳定土的干燥收缩主要是由于水分蒸发而产生的。 a.水分蒸发使毛细管压力增大，从而产生收缩； b.毛细水蒸发完后，材料中的吸附水开始蒸发，颗粒 表面水膜变薄，颗粒间距变小，分子力增加，引起宏观体 积进一步收缩。本阶段的体积收缩要远大于前一阶段的收 缩。
温缩：因温度变化而造成反射裂缝 干缩：因含水量变化而造成
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第六章 无机结合料稳定类混合料
(1)温度胀缩原因及影响因素分析 石灰稳定土的体积收缩是由固体矿物组成和液相的热 胀缩构成的。稳定土中的固体矿物组成包括原材料矿物和 新生矿物。 原材料中粘土矿物的胀缩性较大，新生矿物如氢氧化 钙、氢氧化镁、水化硅酸钙和水化铝酸钙的热胀缩性较大。 含粒料的石灰稳定集料比石灰土的温缩系数低得多。 随着龄期的增长，各类新生矿物不断增多，温度收缩 系数随龄期的增加而有所降低，初期增长速率较快．后期 较慢。 在石灰稳定土中液相的热胀缩系数比固相部分的热胀 缩系数大4～7倍，主要是毛细管作用引起。在干燥和饱水 状态下，稳定土的温缩系数值远比含水而非饱水状态下的 值小。
土的强度形成。
湿度：适当的湿度为火山灰反应提供了必要的结晶水，
但湿度过大会影响石灰中氢氧化钙的结晶硬化，从而影响 石灰土强度的形成。
石灰稳定土中的火山灰反应的进程缓慢，其强度随着 龄期的增大而增长，甚至到180d时，石灰稳定土的强度还 会继续增长。
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第六章 无机结合料稳定类混合料
2.石灰稳定土的体积收缩特征
路路面结构的基层、底基层或垫层。
基层
板
体 结
底基层
构
垫层
2
第六章 无机结合料稳定类混合料
2.按结合料品种分类
火山灰质水泥特点
火山灰质水泥特点一、火山灰质水泥的成分和形成火山灰质水泥啊，它可不是普通的水泥呢。
它是在水泥熟料里加了火山灰质混合材料制成的。
这些火山灰质混合材料啊，大多是火山爆发时产生的一些火山灰、火山渣、浮石等天然的物质，当然也有一些是人工的火山灰质混合材料。
这就像是给水泥注入了一股来自火山的神秘力量，让它变得很特别。
二、火山灰质水泥的颜色和外观它的颜色呢，一般有点那种淡淡的灰色，不像有些水泥是那种纯粹的深灰色。
看起来就有一种低调又神秘的感觉。
而且它的颗粒啊，感觉也比较细腻，摸起来不会有那种特别粗糙的感觉。
就好像是经过了大自然的精心打磨一样。
三、火山灰质水泥的优点1. 它的抗渗性超棒的。
就好比是一个超级坚固的盾牌，能够很好地阻挡水分的渗透。
要是用它来建造水池或者地下室之类的，那可真是再合适不过了。
水分很难从它这里找到缝隙钻进去，就像小偷遇到了一个特别严实的保险柜一样。
2. 火山灰质水泥的耐水性也不错。
在长期和水接触的环境下，它不会轻易地被水侵蚀坏掉。
比如说一些水利工程，像水坝之类的，如果用这种水泥，就能在水里长时间稳稳地坚守岗位。
3. 它对硫酸盐类侵蚀的抵抗能力也很强。
硫酸盐就像是水泥的一个小敌人，总是想破坏水泥的结构，但是火山灰质水泥可不怕它，就像一个勇敢的战士面对敌人的攻击一样，能够坚强地抵御住。
4. 火山灰质水泥还有一个很厉害的地方，就是它在水化过程中会产生很多对混凝土强度发展有益的物质。
这就使得它能够让混凝土的后期强度不断增长，就像一个有潜力的小树苗，慢慢成长为参天大树一样。
四、火山灰质水泥的缺点1. 早期强度比较低。
就像是一个孩子，小时候比较弱小，需要慢慢成长。
所以在一些需要早期就有很高强度要求的工程里，可能就不太适合马上使用它，得给它点时间慢慢发挥力量。
2. 它的抗冻性不是很好。
在寒冷的环境下，就像在冰天雪地的北方，如果没有很好的保护措施，它可能就会被冻坏。
就像人在冬天如果不穿厚衣服就会生病一样。
混合材料的分类介绍
混合材料的分类介绍【民祥建材网】资讯：所谓的混合材料就是在磨制水泥时掺入的人工或天然矿物材料称为混合材料。
在水泥中加入混合材料，可以使水泥更加的坚固。
通常情况下混合材料按其性能可分为活性混合材料和非活性混合材料两大类。
一、非活性混合材料凡常温下与石灰、石膏或硅酸盐水泥一起.加水拌合后不能发生水化反应或反应甚微，不能生成水硬性产物的混合材料称为非活性混合材料.常用的非活性混合材料主要有石灰石、石英砂及慢冷矿渣等。
二、活性混合材料常温下能与石灰、石膏或硅酸盐水泥一起.加水拌合后能发生水化反应.生成水硬性的水化产物的混合材料称为活性混合材料。
常用的活性混合材料有粒化高炉矿渣、火山灰质混合材料、硅粉及粉煤灰。
1、粉煤灰。
粉煤灰是从燃煤发电厂的烟道气体中收集的粉末，又称飞灰。
它以Al2O3,Si02为主要成分，含有少量CaO.具有火山灰性.其活性主要取决于玻璃体的含量以及无定形Al2O3，和Si02含量，同时颗粒形状及大小对其活性也有较大的影响.细小球形玻璃体含量越高.粉煤灰的活性越高。
国家标准《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(G B 1596-2005)规定用于水泥中的粉煤灰要求活性指数不小于70%。
2、粒化高炉矿渣。
粒化高炉矿渣是将炼铁高炉中的熔融炉渣经急速冷却后形成的质地疏松的颗粒材料。
由于采用水淬方法进行急冷.故又称水淬高炉矿渣。
急冷的目的在于阻止其中的矿物成分结晶，使其在常温下成为不稳定的玻璃体(一般占80%以上).从而具有较高的化学能即具有较高的潜在活性。
粒化高炉矿渣中的活性成分主要是活性A 10:和活性SiFz.矿渣的活性用质虽系数K评定.按国家标准《用于水泥中的粒化高炉矿渣》(GB/T 203 -2008) . K是指矿渣的化学成分中CaO,M go,A 102的质量分数之和与Si02,M nO,TiO2的质虽分数之和的比值。
它反映了矿渣If，活性组分与低活性和非活性组分之间的比例.K值越大.则矿渣的活性越高。
66、何为火山灰质混合材料,如何分类,有何要求
何为火山灰质混合材料，如何分类，有何要求
1．定义
凡天然的或人工的以氧化硅、氧化铝为主要成分的矿物质材料，本身磨细加水拌和并不硬化，但与气硬性石灰混合后，再加水拌和，则不但能在空气中硬化，而且能在水中继续硬化者，称为火山灰质混合材料。
2．分类
火山灰质混合材料按其成因分为天然的和人工的两类。
（1）天然的火山灰质混合材料
①火山灰：火山喷发的细粒碎屑的疏松沉积物；
②凝灰岩：由火山灰沉积形成的致密岩石；
③沸石岩：凝灰岩经环境介质作用而形成的一种以碱或碱土金属的含水铝硅酸盐矿物
为主的岩石；
④浮石：火山喷出的多孔的玻璃质岩石；
⑤硅藻土和硅藻石：由极细致的硅藻介壳聚集、沉积而成的岩石。
（２）人工的火山灰质混合材料
①煤矸石：煤层中炭质页岩经自燃或锻烧后的产物；
②烧页岩：页岩或油母页岩经锻烧或自燃后的产物；
③烧粘土：粘土经锻烧后的产物；
④煤渣：煤炭燃烧后的残渣；
⑤硅质渣：由矾土提取硫酸铝的残渣。
3．技术要求：
（1）烧失量：人工的火山灰质混合材料烧失量不得超过10%(m/m)。
（2）三氧化硫含量：不得超过3％（m／m）。
（3）火山灰性试验：必须合格。
（4）水泥胶砂28天抗压强度比：不得低于62%（m／m）。
（5）放射性物质：人工的火山灰质混合材料应符合GB 6763的规定，具体数值由水泥厂根据人工的火山灰质混合材料掺加量确定。
火山灰质混合材料
用于水泥中的火山灰质混合材料1 主题内容与使用范围本标准规定了火山灰质混合材料的定义、分类、技术要求、试验方法和检验规则等。
本标准适用于水泥生产中作混合材料使用的火山灰质混合材料，也适用于作混凝土掺合料应用的火山灰质混合材料。
2 引用标准GB 176 水泥化学分析方法GB 177 水泥胶砂强度检验方法GB 2419 水泥胶砂流动度测定方法GB 12957 用于水泥混合材料的工业废渣活性试验方法3 定义火山灰质混合材料凡天然的和人工的以氧化硅、氧化铝为主要成分的矿物质材料，本身磨细加水拌和并不硬化，但与气硬性石灰混合物后，再加水拌和，则不但能在空气中硬化，而且能在水中继续硬化者，成为火山灰质混合材料。
4 分类火山灰质混合材料按其成因分为天然的和人工的两类。
4.1 天然的灰质混合材料a. 火山灰：火山喷发的细粒碎屑的疏松沉淀物；b. 凝灰岩：由火山灰沉积形成的致密岩石；c. 沸石岩：凝灰岩经环境介质作用而形成的一种以碱或碱土金属的含水铝硅酸盐矿物为主的岩石；d. 浮石：火山喷出的多孔的玻璃质岩石；e. 硅藻土和硅藻石；由极细致的硅藻介壳聚集、沉淀而成的岩石。
4.2 人工的火山灰质混合材料a. 煤矸石：煤层中炭质页岩经自然或煅烧后的产物；b. 烧页岩：页岩或油母页岩经煅烧或自然后的产物；c. 烧粘土：粘土经煅烧后的产物；d. 煤渣：煤炭燃烧后的残渣；e. 硅质渣：由矾土提取硫酸铝的残渣。
注：本章所列品种之外的火山灰质混合材料，要用于水泥生产时，须经检验证明符合本标准第5章技术要求的规定，并报请省级以上行业管理部门审批后方可使用。
5 技术要求5.1 烧失量：人工的火山灰质混合材料烧失量不得超过10%（m/m）。
5.2 三氧化硫含量：不得超过3%（m/m）。
5.3 火山质试验：必须合格。
5.4 水泥胶砂28天抗压强度比：不得低于62%（m/m）。
5.5 放射性物质：人工的火山灰质混合材料应符合GB 6763 的规定，具体数值由水泥厂根据人工的火山灰质混合材料掺加量确定。
火山灰水泥标准
火山灰水泥标准一、火山灰水泥的定义和原理火山灰水泥，是一种特殊的水泥，主要由火山灰质混合材料制成。
其工作原理主要依赖于火山灰与水反应后生成氢氧化钙，再与硅酸盐水泥中的硅酸三钙和铝酸三钙发生反应，生成水化硅酸钙和水化铝酸钙等水硬性矿物。
二、火山灰水泥的种类和特点火山灰水泥主要有以下几种类型：1.矿渣硅酸盐水泥：以粒化高炉矿渣为主要原料，与硅酸盐水泥熟料、适量石膏磨细制成的水泥。
2.火山灰质硅酸盐水泥：以火山灰质混合材料为主要原料，与硅酸盐水泥熟料、适量石膏磨细制成的水泥。
3.粉煤灰硅酸盐水泥：以粉煤灰为主要原料，与硅酸盐水泥熟料、适量石膏磨细制成的水泥。
火山灰水泥的特点主要包括：水化热低、抗渗性能好、抗冻性好、耐腐蚀性好等。
此外，由于其原料中含有大量的活性二氧化硅、活性三氧化二铝等，使其具有较高的后期强度。
三、火山灰水泥的生产工艺与流程火山灰水泥的生产工艺主要包括以下步骤：1.配料与混合：将火山灰质混合材料、硅酸盐水泥熟料以及适量的石膏进行混合。
2.粉磨：将混合好的原料进行粉磨，使原料达到一定的细度。
3.均化与储存：对粉磨后的水泥进行均化处理，以确保质量稳定，然后储存待用。
4.包装与出厂：将合格的水泥进行包装，并出具出厂检验报告。
四、水泥标准与质量检测方法火山灰水泥的质量检测主要包括以下方法：1.对比样品的制备：选取一定量的样品，与已知成分的标准样品进行对比。
2.化学分析：对样品的化学成分进行分析，以确定其成分含量。
3.物理性能检测：检测样品的密度、细度、用水量等物理性能指标。
4.强度检测：根据标准要求，对样品进行不同龄期的抗压强度、抗折强度等强度检测。
5.其他性能检测：如抗渗性能、抗冻性能等其他特殊性能的检测。
五、应用领域及案例分析火山灰水泥由于其特殊的性能，主要应用于以下几个方面：1.大体积混凝土：由于其水化热低，适合用于大体积混凝土结构。
2.抗渗要求高的工程：由于其抗渗性能好，适合用于地下室、水池等工程。
67、如何评定火山灰质混合材的活性品质
如何评定火山灰质混合材的活性品质评定火山灰质混合材料的活性品质，以往是以石灰吸收值的大小作依据的。
但是，随着人们对客观世界认识的不断深化，发现石灰吸收值的大小常与材料比表面积的大小有关，石灰吸收值的大小有时不能正确反映所用的混合材料配制的水泥性能之优劣。
因而，国家标准规定，作为水泥的火山灰质混合材料，必须进行“火山灰性”及“抗压强度比”两项试验，并相应提出了其技术指标。
（1）火山灰性试验该方法的试验原理是将掺入30％火山灰质混合材的水泥，按水灰比5:1制成浆体，在40±2℃条件下养护7天或14天，然后过滤，滴定滤液中的CaO 含量（毫克分子数/L ）及OH-（毫克分子数/L ），并在不同OH-浓度下的CaO 溶解度曲线图（称之为火山灰活性图）上画点，如试验点落在曲线下方，说明该种火山灰质混合材能够吸收水泥熟料水化时所析出的Ca(OH)2，具有火山灰性，反之，则不具有火山灰性（具体试验方法见国家标准GB2847—8l ）。
通过火山灰性试验，试验点必须落在CaO 溶解度曲线的下方，如7天测得的试验点落在曲线上方，则再进行养护14天的试样测定，如14天试验点落在曲线下方，说明火山灰性发挥得慢些，仍为合格，否则，为不合格。
火山灰活性图（2）抗压强度比试验该方法是按GB177—85《水泥胶砂强度检验方法》用同一种熟料分别制成掺入30％火山灰质混合材料的水泥和不掺混合材料的水泥。
然后测两种水泥的28天的抗压强度。
并按下式求出抗压强度比：%10021⨯=R R R 式中：R ——抗压强度比值；R1——掺30％火山灰质混合材料水泥的抗压强度；R2——不掺混合材料水泥的抗压强度。
国家标准规定，作为水泥火山灰质混合材料，其水泥胶砂28天抗压强度比（R）要大于62％。
（3）烧失量天然火山灰质混合材料的烧失量，多为结晶水脱水而造成，对水泥无危害。
人工火山灰质混合材料的烧失量多为未燃尽的炭。
炭是水泥的有害组分，因此人工火山灰质混合材料的烧失量越少越好，国家标准规定人工火山灰质混合材料的烧失量不得大于10％。
火山灰水泥简介
火山灰水泥第一节火山灰质混合材料凡是天然的或人工的含有以活性氧化硅、活性氧化铝为主的矿物质材料,经磨成细粉后与石灰加水混合,不但能在空气中硬化、而且能在水中继续硬化者,都称为火山灰质混合材料。
火山灰具有玻璃相和微晶相的两重性质。
最初的火山灰是指火山爆发喷出地面的岩浆,因地面温度低、压力小而聚冷生成的玻璃质物质,如火山灰烬、凝灰岩、浮石等。
后来人们发现在石灰中掺入火山爆发时喷出的“火山灰”后,不但能在空气中硬化,而且也能在水中硬化,获得与一般水泥相似的水硬性质。
这说明火山灰质混合材料是一种活性混合材,它可以作为硅酸盐水泥的混合材料，制成火山灰质硅酸盐水泥（简称火山灰水泥）和粉煤灰硅酸盐水泥（简称粉煤灰水泥）。
一、混合材的化学成分及种类真正的火山灰基本上是由少量晶质矿物嵌入大量玻璃质中所形成的，玻璃质或多或少的因风化而变质，其多孔性有似凝胶，具有大量的内比表面积，其中除含可溶性SiO2外，还含相当数量的可溶性的Al2O3。
火山灰化学成分的波动范围：45～60％SiO2；15～30%Al2O3＋Fe2O3；15％左右CaO+MgO+R2O（杂质）；10％左右烧失量。
火山灰质混合材料的活性来源是其中的活性SiO2和活性Al2O3对石灰的吸收。
所以，按其活性的大小，可分为三类：1）.含水硅酸质混合材料：以无定形的SiO2为主要活性成分，含有结合水，形成SiO2·nH2O的非晶体质矿物。
与石灰的反应能力强，活性好。
但拌和成浆时的需水量大，影响硬化体性能，且干缩较大。
2）.铝硅玻璃质混合材料：除以SiO2为主要成分外，还会有一定数量的Al2O3和少量的碱性氧化物（Na2O＋K2O）,它是由高温熔体经过不同程序的急速冷却而成。
其活性决定于化学成分及冷却速度，并与玻璃体含量有直接关系。
3）.烧粘土质混合材料：活性组分主要为脱水粘土矿物，如脱水高岭土（Al2O3·2SiO2）其化学成分以SiO2和Al2O3为主，其Al2O3含量与活性大小有关。
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2. 主要矿物组成
铝硅玻璃体和少量的SiO2及莫来石等
3. 粉煤灰的颗粒形状和大小
5-45μm的颗粒越多，活性越高，80μm的颗粒越多，活
性越低
球形颗粒为硅铝玻璃体，表面光滑，空心的颗粒如漂 珠，绝热电绝缘性好 实心球形颗粒如富钙、富铁微珠，含量越高，粉煤灰 活性越高，需水量少 不规则多孔颗粒主要是多孔碳粒，活性极低，需水量大
二、火山灰水泥的水化硬化 首先是水泥熟料的水化，然后利用生成的氢氧化钙与混合
材的活性组分发生反应，生成水化硅酸钙和水化铝酸钙。
基本反应如下
xCa(OH ) 2 SiO2 (n 1) H 2O xSiO2 nH2O
(1.5 2.0)CaO SiO2 aq SiO2 (0.8 1.5)CaO SiO2 aq
总体而言，在条件允许时，最好根据不同掺量的配合
比（包括长期强度等）的试验结果，结合工程要求，
综合选定混合材的掺量
同标号普通、火山灰、矿渣水泥强度发展 品种 3d 普通水泥 火山灰水泥 矿渣水泥 67-71 47-64 24-62 7d 84-93 72-84 45-78 强度增长率％ 28d 100 107-129 110-142 3m 112-118 115-142 112-160 6m 116-118 115-142 112-160 1y 118-121 115-142 112-160
沸石具有许多开放性的通道和庞大的比表面积以及较 高的水化活性
第二节 火山灰质混合材活性评定
一、石灰吸收法 通过测定火山灰质混合材从氢氧化钙中吸收石灰的速 率，用以评价活性高低 由于石灰吸收值包括化学和物理吸附，而物理吸附主 要决定于材料的内表面积，并不能反映混合材的活性，
因此并不充分体现在水泥中的使用价值，此法效果较
粉煤灰水泥的水化与火山灰水泥相似，其后期强度可以赶 上甚至超过硅酸盐水泥
粉煤灰水泥和硅酸盐水泥的后期强度发展 品种 3d 硅酸盐水泥 粉煤灰水泥（30％） 29.8 16.4 7d 38.1 23.5 抗压强度 28d 46.5 37.3 3m 53.8 52.3 6m 57.0 65.7 1y 55.2 68.5
第六章 火山灰质混合材料 和火山灰水泥
第一节 火山灰质混合材
火山灰质混合材
由天然的或人工的以SiO2、Al2O3为主要成分的矿物质 材料，本身磨细与水拌和并不硬化，但与石灰加水混 合后，不但可以在空气中硬化，也可以在水中硬化
一、火山灰质材料的种类 （一）根据来源
常用天然的及人工的火山灰质混合材 天然的火山灰质材料 火山灰、浮石、沸石岩、凝灰岩 硅藻土、蛋白石 人工的火山灰质材料 烧结土、烧页岩、碎粘土砖瓦 煤渣、粉煤灰、煤矸石灰渣
（二）根据与石灰结合的性质 1、含水硅酸质混合材
含水硅酸质混合材
以无定型的SiO2为主要 活性成分，并含有结和
名称
来源 SiO2 Al2O3 14.98
化学成分 Fe2O3 CaO MgO 烧失量 4.30 1.90 0.78 6.57
水，形成SiO2· nH2O的
非晶矿物，与石灰反应 能力强，但需水量大，
主要差别是四面体中Si部分被铝取代，层间K离子数目减小，
层间结合力较弱
绿泥石结构为Y6[Z8O20](OH)4+Y6(OH)12,Y为Mg、Al、 Fe，Z为Si、Al，相当于云母的二层结构与一个孤立的
单层氢氧镁石相间排列而成，层间以氢键连接
上述粘土矿物在加热时，结构会发生变化，只有脱水
相处于某一个状态时，其活性最高，因此控制煅烧温 度非常重要.
掺30％粉煤灰的水泥水化过程中结合水含量和Ca(OH)2变化
若结果点落在溶解度曲线附近，需重做，若在14d时， 结果在等溶线下方，说明具有火山灰活性，只是活性 发展慢
火山灰中的活性成分会消耗Ca(OH)2，使其浓度不饱和， 造成结果落在溶解线下方
此法可以判断是否具有活性，但无法对活性大小进行 判定
三、强度法 使用含30％的混合材的火山灰胶砂与对比用硅酸盐水
MgO低于5％
二、火山灰水泥的水化硬化 石灰－火山灰水泥的硬化是由于混合材中活性氧化硅
和氧化铝在水存在时，与氢氧化钙作用，生成水化硅
酸钙和水化铝酸钙。 在常温下，形成的I型C-S-H，当石灰掺量高时，可形 成II型的C-S-H 此外，还会形成水化铝硅酸钙，温度高时，形成水化 石榴石
石灰－火山灰质水泥凝结硬化慢，不宜冬季施工，抗 大气稳定性差，易干缩开裂和碳化，需要湿热处理
但是不同矿物，煅烧的最佳温度不同
高岭石的外层OH-在470-540℃脱去，内层OH-在540℃以
上脱去，将引起结构较大变化，同时有无定型的偏高岭
石形成，并一直到880℃，到920-880℃，结构再次发生 重大变化，继续升温，莫来石晶体形成
煅烧温度低时，高岭石的结构没有解体，溶出的SiO2· Al2O3量
二、粉煤灰 从火电厂的分煤炉排烟道中收集的粉末，以SiO2和
Al2O3为主要成分，含有少量的CaO，具有火山灰活性
每发1亿千瓦时电，烧后，所含的粘土质矿物熔融，
经急冷后形成了铝硅玻璃相，一般含量在50－60％，
其含量越高，火山灰活性越高
1. 我国粉煤灰的化学组成 SiO2在40-60％；Al2O3在15－40％；Fe2O3在4－20％； CaO在2－7％；烧失量在3-10％
3CaO Al2O3 6H2O SiO2 mH2O xCaO SiO2 mH2O yCaO Al2O3 nH2O
x≤2，y≤3
xCa(OH )2 Al2O3 mH2O xCaO Al2O3 nH2O
x≤3
3Ca(OH )2 Al2O3 SiO2 3CaO Al2O3 2SiO2 nH2O
泥胶砂28d强度比，一般不得低于62％
对比样的加水量固定为238ml，而火山灰质胶砂按跳桌
流动度125－135mm时的水灰比确定
第三节 火山灰质硅酸盐水泥
由硅酸盐水泥熟料和20-40％火山灰质混合材、适量石 膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为火山灰质水泥，
简称PP
一、火山灰水泥配制的原则 火山灰质混合材的掺量应根据水泥熟料的质量、混合 材的活性以及生产水泥的标号等因素，尤其是依据强 度决定 若仅考虑标号，活性高的不活性低可以多掺些。
12.92
3. 烧粘土质混合材 以脱水粘土矿物为主，其化学组成以氧化硅和氧化铝
为主，其中氧化铝的含量与活性大小有明显的关系
烧结粘土质混合材 名称 来源 SiO2 烧结土 含 Al2O3 较高的粘土经 600-800℃煅烧而成 煤矸石灰渣 煤矸石经 600-1000℃煅 烧而成 沸腾炉渣 煤矸石或石煤与煤在沸 腾炉中混合烧的废渣 页岩渣 油母页岩经 900-100℃ 干馏后的灰渣 54.20 28.00 11.40 0.56 1.31 3.18 63.80 23.10 4.04 2.74 0.87 1.80 62.90 23.28 6.00 2.31 0.80 2.68 60.46 Al2O3 25.18 化学成分 Fe2O3 CaO 8.04 0.86 MgO 070 烧失量 3.66
第四节 石灰-火山灰质水泥
将火山灰质混合材与石灰按适当比例混合磨细而成
水硬性胶凝材料
石灰－火山灰质水泥的配合比取决于混合材的活性及
水泥性能要求，活性高或制品抗大气稳定型要求高的，
石灰掺量可以高些，一般在20-30％。 石膏的掺量在5％以下。
石灰可采用生石灰或消石灰，但采用生石灰时，凝结 快，强度高。同时，石灰中CaO含量应大于60％，
3. 粉煤灰的活性指数
需水量计算
三、煤矸石 煤矸石是夹杂在可燃物质的岩石及粘土矿物，其煤含 量一般不超过10-20％，是采煤或洗煤时排除的废石
我国的煤矸石中主要的粘土矿物有高岭石、钾云母、伊利 石和绿泥石，其中以高岭石，钾云母最具有代表性
高岭石[Al2(Si4O10)(OH)8]具有单网层结构，即由一层
水铝石和一层硅氧层组合而成，单网以氢键连接
钾云母KAl2(AlSi3O10)(OH)2具有复网层结构，即两个 硅氧层通过Al 3+连接并形成[Al-(O,OH)]八面体，其中
四分之一Si被Al取代，K进入平衡电荷
伊利石与钾云母结构相似，K1-1.5Al4[Si7-6.5Al1-1.5O20](OH)4，
硅藻土
由硅藻微生物死后的 遗骸沉积而成
68.78
硅藻土
同硅藻土，但生长年 限长
76.50
7.70
3.20
1.90
1.90
7.29
蛋白石
由硅藻土微粒经硅质 凝胶材料胶结而成
88.92
4.28
2.03
0.41
0.44
2.43
干缩大。
硅质渣
矾土经提取硫酸铝后 的残渣
79.10
4.70
4.70
0.30
0.30
火山灰水泥水化最终产物主要I型C-S-H为主的水化硅 酸钙凝胶，其次是水化铝酸钙及其水化铁铝酸钙的固 溶体，而Ca(OH)2数量相对较少
三、火山灰水泥的性质和用途 火山灰水泥水化热小，早期强度较低，但后期强度可
以赶上甚至超过硅酸盐水泥
火山灰水泥在湿热环境下强度发展快，若处于干燥环 境，不但强度停止发展，还会干裂 火山灰水泥的干缩率随混合材掺量增加而减小 其用途同矿渣水泥
少，活性低，当温度过高，转化为致密的结晶相，活性降低，
只有在脱水相处于无定型时，活性较高
煤矸石活性大小可按下列原则判别
（1）煤矸石中粘土矿物含量高，则灰渣的活性高
（2）粘土矿物中脱水相的活性顺序为
高岭土>钾云母>伊利石>绿泥石 （3）原始结构破坏越厉害，结构越不稳定，溶解度 越大，活性越高
三、沸石岩 沸石岩是含有碱或碱土金属的架状结构的含水铝硅酸