火山灰掺合料对水泥基材料性能的影响现状
火山灰掺合料对水泥基材料性能的影响现状
摘要：火山渣作为一种绿色环保的矿物质颗粒，具有轻质、导热系数小等优点，常被用于混凝
土轻骨料及墙体中，其主要成分为活性氧化物，因此粉磨后同样可以作为水泥活性混合材料应
用于工程建设中，具有一定的经济效益和社会效益。本文详细综述了火山灰的应用现状及用作
掺合料时对水泥胶结材抗压强度及耐久性的影响，总结了改善火山灰混凝土早期强度、抗渗性
的措施，并提出应进一步因地制宜地研究地区差异对火山渣的物理化学特性的影响。
关键词：火山渣；活性氧化物；掺合料；抗压强度；耐久性；
火山渣是火山喷发形成的火山碎石和矿物质颗粒，自然状态下为矿渣状颗粒，粒径一般在
20mm～40 mm，干密度约为 600 kg/m3～800 kg/m3，具有轻质多孔等特点，常在混凝土中用作
轻骨料，能满足建筑节能和减轻结构重量的要求。火山渣主要化学成分为 SiO2 等氧化物，作
掺合料时可与水泥水化产物 Ca（OH）2发生二次反应，随着龄期增长，结构变得致密紧实。
我国火山渣资源主要分布在北部地区，且储量丰富，吉林省火山渣资源储量占全国的
55.27%，基性玄武质火山渣主要分布于辉南、靖宇等地，主要有以粗粒、细粒为主的黑色火山
渣及粒径为 4 mm～32 mm 的灰-砖红色火山渣，用于工业轻骨料[1]。不同地区的火山灰的化学
组成差异较大，多属于钙碱系列富含碱质成分的基性火山岩，川藏地区的火山渣具有高铝相、
高铁相的特点。
1 火山渣及火山灰在建筑领域中的应用现状
1.1 火山渣轻骨料混凝土研究现状
火山渣轻质多孔，导热系数小，常用于墙体材料及混凝土轻骨料。武安盛[2]为了解火山渣混凝
土火灾处理后力学性能的变化，研究温度对火山渣混凝土的影响，发现其抗压强度及劈裂抗拉
强度随着温度的升高而不断降低，但是在 400℃及以上的高温下折减系数远低于普通混凝土，
火山渣混凝土拥有良好的隔热性和耐高温性能。张旭等[3]以火山渣混凝土为基材制备承重框，
内部填充发泡水泥为芯材，制备复合自保温砌块，并且指出掺入适量硅灰和聚丙烯纤维可以提
高芯材发泡水泥的抗压强度，影响火山渣混凝土砌块抗压强度的主要因素是砌块基材强度、组
合方式和垂直度。史星祥等[4]通过对组成和养护条件的优化，制备出 700 级大掺量（70%）火
山灰泡沫混凝土，具有良好的抗压强度和导热系数。结合目前行业研究基础，火山渣作为轻质
骨料及墙体材料已经取得了较多成果，并已用于实际工程中。吉林新生建筑工程有限公司生产
的预制火山渣混凝土复合保温外墙板（如图 1所示），中间为内核保温层，两侧为高性能火山
渣轻质混凝土内外叶墙片保护层，钢筋骨架和钢丝网片为增强件，以特殊方式将三者连接成整
体，该结构具有密度低、比刚度和比强度高等优点。火山渣轻骨料 EPS 钢丝网架板（如图 2所
示）是高品质的保温节能墙板，热传导系数低而且稳定。
图1 火山渣混凝土复合保温外墙板
由于火山渣孔隙率较大，因此吸水率较高，在制备轻骨料混凝土时，极易出现火山渣上浮及混
凝土泌水等工作性不良问题。Xiao L G 等[5]发现玄武岩纤维能有效抑制火山渣分层和上浮，并
且用 NaOH 溶液改性的玄武岩纤维化学活性进一步提升，混凝土界面更致密；掺入0.01%引气
剂能解决火山渣混凝土泌水率高、吸水率高的问题，提升混凝土工作性能。改善骨料级配和砂
率也可以提高火山渣混凝土工作性，黎蔚诗等[6]发现火山渣轻骨料混凝土体积砂率超过一定量
时混凝土的强度开始下降，当粗细骨料体积比为7:6 即体积砂率为46%时，此时混凝土具有最
佳的工作性与力学性能。
1.2 火山灰活性掺合料在混凝土中的应用现状
火山渣和粉煤灰的成分相似，含有大量的硅铝质，火山渣和粉煤灰中以玻璃相和微晶相存在的
可溶性SiO2 和Al2O3 具有火山灰性，是其强度的主要来源。与矿渣相比，火山渣的 CaO 含量
较低，但矿渣中的 CaO 需要通过硅酸盐水泥的水化产物 Ca（OH）2或激发剂的作用才能表现
出较好的活性。火山灰水泥的水化过程是一个二次反应的过程，水化早期浆体中 Ca（OH）2
较少，火山灰效应不明显，主要起物理填充作用，随着水化的不断进行，火山灰中活性 SiO2
与浆体中 Ca2+发生二次水化反应，生成水化硅酸钙，反应式如下：
摘要：
展开>>
收起<<
火山灰掺合料对水泥基材料性能的影响现状摘要：火山渣作为一种绿色环保的矿物质颗粒，具有轻质、导热系数小等优点，常被用于混凝土轻骨料及墙体中，其主要成分为活性氧化物，因此粉磨后同样可以作为水泥活性混合材料应用于工程建设中，具有一定的经济效益和社会效益。本文详细综述了火山灰的应用现状及用作掺合料时对水泥胶结材抗压强度及耐久性的影响，总结了改善火山灰混凝土早期强度、抗渗性的措施，并提出应进一步因地制宜地研究地区差异对火山渣的物理化学特性的影响。关键词：火山渣；活性氧化物；掺合料；抗压强度；耐久性；火山渣是火山喷发形成的火山碎石和矿物质颗粒，自然状态下为矿渣状颗粒，粒径一般在20mm～40mm，干密度约...
相关推荐
-
真空泵三维建模设计及CAD图纸
2023-01-10 316 -
人性化垃圾桶建模及二维图-机械创新设计
2023-01-10 281 -
自动包装机（V带传动说明书+三维+CAD）
2023-05-19 297 -
芋头清洗机（说明书+CAD图纸）
2023-05-19 230
-
手推式电动花生播种机设计[CAD图纸+设计说明书]
2023-05-19 352
-
一种立式机床主轴工作台结构设计8张CAD图纸
2023-05-26 133 -
M7130型卧轴矩台平面磨床-CAD全套图纸
2023-10-03 197 -
机床主轴箱展开图-侧面剖视图-机械毕业设计资料
2023-10-10 80 -
航空管道矫直机送料系统设计-CAD大全-机械毕业设计资料
2023-10-12 162 -
分类垃圾箱CAD图+SW三维设计
2023-10-24 165
作者：闻远设计
分类：土木建筑化工水利
价格：2光币
属性：6 页
大小：189.2KB
格式：DOCX
时间：2023-05-07
