作為新型環(huán)保材料的沸石粉已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各大領(lǐng)域，但是如何在使用中計(jì)算其用量，需要我們大家了解，小編以其在混凝土中用量為例，為大家介紹下如何計(jì)算沸石粉用量。

一、天然沸石的成份和結(jié)構(gòu)

沸石粉是天然的沸石巖磨細(xì)而成，顏色為白色。沸石是火山熔巖形成的一種架狀結(jié)構(gòu)的鋁硅酸鹽礦物，主要由SiO2 、Al2O3 、H2O 和堿金屬、堿土金屬離子四部分組成，其中硅氧四面體和鋁氧四面體構(gòu)成了沸石的三維空間架狀結(jié)構(gòu)，堿金屬、堿土金屬和水分子結(jié)合的松散、易置換，使得沸石具有特殊的應(yīng)用性能：吸附作用，離子交換作用等。

1.離子交換特性

沸石的離子交換特性是其重要性能之一，它可以調(diào)節(jié)晶體結(jié)構(gòu)內(nèi)的電場、表面酸性，從而可改變沸石的性質(zhì)，調(diào)節(jié)沸石的吸附特性等。
沸石與某種金屬鹽的水溶液相接觸時(shí)，溶液中的金屬陽離子可以進(jìn)入沸石中，而沸石中的陽離子可被交換下來進(jìn)入溶液中。
沸石中的陽離子都以相對固定的位置分布于沸石結(jié)構(gòu)中，在不同位置上的陽離子勢能不同，在離子交換過程中，其反應(yīng)速度受擴(kuò)散速度控制。在應(yīng)用研究中，需要了解離子交換平衡關(guān)系，離子交換平衡常數(shù)的計(jì)算，離子交換等溫線的測定和熱力學(xué)函數(shù)的計(jì)算等有關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

2.離子交換選擇性

天然沸石在離子交換時(shí)，有些陽離子容易交換到Zeolite上，而另外一些陽離子則不容易交換到沸石上，或者某些陽離子交換到沸石上后，很容易被其他陽離子替代，說明沸石的離子交換過程有選擇性。它和沸石的晶體結(jié)構(gòu)有關(guān)，也和陽離子的有關(guān)特性(電荷數(shù)、離子半徑、水合度等)?以及交換條件有關(guān)。

3.吸附特性

由于沸石孔穴內(nèi)部的電場和極性作用，使得沸石即使在較高的溫度和較低的吸附質(zhì)分壓下，仍有較高的吸附容量特點(diǎn)。在吸附過程中，沸石的孔徑大小不是唯一的因素，含有極性基團(tuán)或者含可極化的基團(tuán)的分子等，能與沸石表面發(fā)生強(qiáng)烈的作用，這是因?yàn)殛栯x子和帶負(fù)電荷的硅鋁氧格架所構(gòu)成的沸石，本身也是一種極性物質(zhì)，其中陽離子給出一個(gè)強(qiáng)的局部正電荷，吸引極性分子的負(fù)極中心，或是通過靜電誘導(dǎo)使可極化的分子極化，極性愈強(qiáng)的或愈易被極化的分子，也就愈易被沸石吸附。水是極性很強(qiáng)的分子，沸石對水有很大的親合力，無論在較低的水分壓，較高的溫度、較大的線速條件下，它仍具有一定的吸水能力，且吸水效率、吸水量較高。

二、天然沸石粉的技術(shù)要求

為指導(dǎo)天然沸石在混凝土中的應(yīng)用，住建部頒布了建筑工業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《混凝土和砂漿用天然沸石粉》（JG/T3048）和《天然沸石粉在混凝土和砂漿中應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》（JGJ/T112）。配制高強(qiáng)高性能混凝土選用磨細(xì)天然沸石粉，GB/T18736標(biāo)準(zhǔn)對其質(zhì)量提出了更嚴(yán)格的技術(shù)要求。

1.細(xì)度

細(xì)度對沸石粉的活性和混凝土的物理性能影響很大。大量試驗(yàn)表明，只有將沸石磨到平均粒徑＜15μm（相當(dāng)于比表面積50 m2/kg～700m2/kg）時(shí)，才能使摻加沸石粉的混凝土早期強(qiáng)度和后期強(qiáng)度增長較快。鑒于這種情況，GB/T18736標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定Ⅰ級(jí)品的比表面積為700m2/kg，Ⅱ級(jí)品的比表面積為500m2/kg。

2.需水量

由于沸石是一種多孔的材料，需水量比隨沸石摻量的減少而明顯下降，活性指數(shù)明顯提高。磨細(xì)天然沸石的需水量比見表2。在生產(chǎn)高強(qiáng)度高性能混凝土?xí)r，磨細(xì)天然沸石粉的摻量一般不宜超過10%。

表2 ?磨細(xì)天然沸石需水量比和活性指數(shù)

3.沸石粉活性指數(shù)測定試驗(yàn)

測定試驗(yàn)?zāi)z砂和對比膠砂的抗壓強(qiáng)度，以二者抗壓強(qiáng)度之比確定沸石粉試樣的活性指數(shù)。試驗(yàn)?zāi)z砂和對比膠砂材料用量如表3。

表3 ?測定沸石粉活性指數(shù)試驗(yàn)中試驗(yàn)?zāi)z砂和對比膠砂材料用量

（2）沸石粉活性系數(shù)的準(zhǔn)確計(jì)算方法（定義為活性系數(shù)）
根據(jù)對比膠砂可知，450克水泥提供強(qiáng)度50MPa，則405克水泥提供的強(qiáng)度為0.9R0=45MPa；那么，試驗(yàn)?zāi)z砂提供的強(qiáng)度包括405克水泥提供的強(qiáng)度（即0.9R0=45MPa與45克沸石粉提供的強(qiáng)度（即R4-0.9R0=30MPa）；
這樣，本例中我們在混凝土配合比設(shè)計(jì)過程中可以用1千克沸石粉可以取代6千克與對比試驗(yàn)相同的水泥，或者用0.17千克沸石粉取代1千克與對比試驗(yàn)相同的水泥。這種設(shè)計(jì)思路在水泥和沸石粉用量的計(jì)算方面實(shí)現(xiàn)了適量取代，比傳統(tǒng)觀念中沸石粉5%~30%取代水泥的觀念更加科學(xué)，準(zhǔn)確合理地使用了沸石粉。

（三）吸銨值和堿含量

吸銨值是沸石特有的物化性能，它反映了沸石含量的大小。因?yàn)榉惺械膲A和堿土金屬很容易被銨離子所交換，可以用銨離子凈交換來檢驗(yàn)吸銨值，測試時(shí)間較短，可以再2 h內(nèi)完成、斜發(fā)沸石的吸銨值為218mmol/100g，絲光沸石的為223 mmol/100g、吸銨值越高，沸石的純度越高，其活性指數(shù)也越高。考慮到高強(qiáng)高性能混凝土的需要，GB/T18736標(biāo)準(zhǔn)將磨細(xì)天然沸石分為Ⅰ級(jí)和Ⅱ級(jí)，并規(guī)定Ⅰ級(jí)吸銨值為130mmol/100g（相當(dāng)于沸石含量約在60%左右），Ⅱ級(jí)為100mmol/100g（相當(dāng)于沸石含量約在48%左右）。

試驗(yàn)結(jié)果表明，產(chǎn)地不同，沸石的堿含量相差較大，約為0.21%～5.96%；吸銨值相差也很大，高的近250mmol/100g，低的只有30mmol/100g，這說明，沸石的性能會(huì)有很大的差異，生產(chǎn)高強(qiáng)高性能混凝土?xí)r，應(yīng)盡可能選擇吸銨值高的磨細(xì)天然沸石。

總之，天然沸石作為混凝土的一種礦物外加劑，在C45以上的混凝土中取代水泥的取代率宜在10%以下。它既能改善混凝土拌合物的均勻性與和易性、降低水化熱，又能提高混凝土的抗?jié)B性與耐久性，還能抑制水泥混凝土中堿-集料反應(yīng)的發(fā)生。=天然沸石適宜配制泵送混凝土、大體積混凝土、抗?jié)B防水混凝土、抗硫酸鹽和抗軟水侵蝕混凝土，以及高強(qiáng)混凝土，也適用于蒸養(yǎng)混凝土、輕集料混凝土、地下和水下工程混凝土，值得推廣與應(yīng)用。