作為新型環(huán)保材料的沸石粉已經被廣泛應用于各大領域，但是如何在使用中計算其用量，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算沸石粉用量。

一、天然沸石的成份和結構

沸石粉是天然的沸石巖磨細而成，顏色為白色。沸石是火山熔巖形成的一種架狀結構的鋁硅酸鹽礦物，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成了沸石的三維空間架狀結構，堿金屬、堿土金屬和水分子結合的松散、易置換，使得沸石具有特殊的應用性能：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，它可以調節(jié)晶體結構內的電場、表面酸性，從而可改變沸石的性質，調節(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，溶液中的金屬陽離子可以進入沸石中，而沸石中的陽離子可被交換下來進入溶液中。
沸石中的陽離子都以相對固定的位置分布于沸石結構中，在不同位置上的陽離子勢能不同，在離子交換過程中，其反應速度受擴散速度控制。在應用研究中，需要了解離子交換平衡關系，離子交換平衡常數的計算，離子交換等溫線的測定和熱力學函數的計算等有關基礎數據。

2.離子交換選擇性

天然沸石在離子交換時，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。它和沸石的晶體結構有關，也和陽離子的有關特性(電荷數、離子半徑、水合度等)?以及交換條件有關。

3.吸附特性

由于沸石孔穴內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分壓下，仍有較高的吸附容量特點。在吸附過程中，沸石的孔徑大小不是唯一的因素，含有極性基團或者含可極化的基團的分子等，能與沸石表面發(fā)生強烈的作用，這是因為陽離子和帶負電荷的硅鋁氧格架所構成的沸石，本身也是一種極性物質，其中陽離子給出一個強的局部正電荷，吸引極性分子的負極中心，或是通過靜電誘導使可極化的分子極化，極性愈強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、天然沸石粉的技術要求

為指導天然沸石在混凝土中的應用，住建部頒布了建筑工業(yè)行業(yè)標準《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用技術規(guī)范》（JGJ/T112）。配制高強高性能混凝土選用磨細天然沸石粉，GB/T18736標準對其質量提出了更嚴格的技術要求。

1.細度

細度對沸石粉的活性和混凝土的物理性能影響很大。大量試驗表明，只有將沸石磨到平均粒徑＜15μm（相當于比表面積50 m2/kg～700m2/kg）時，才能使摻加沸石粉的混凝土早期強度和后期強度增長較快。鑒于這種情況，GB/T18736標準規(guī)定Ⅰ級品的比表面積為700m2/kg，Ⅱ級品的比表面積為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，活性指數明顯提高。磨細天然沸石的需水量比見表2。在生產高強度高性能混凝土時，磨細天然沸石粉的摻量一般不宜超過10%。

表2 ?磨細天然沸石需水量比和活性指數

3.沸石粉活性指數測定試驗

測定試驗膠砂和對比膠砂的抗壓強度，以二者抗壓強度之比確定沸石粉試樣的活性指數。試驗膠砂和對比膠砂材料用量如表3。

表3 ?測定沸石粉活性指數試驗中試驗膠砂和對比膠砂材料用量

（2）沸石粉活性系數的準確計算方法（定義為活性系數）
根據對比膠砂可知，450克水泥提供強度50MPa，則405克水泥提供的強度為0.9R0=45MPa；那么，試驗膠砂提供的強度包括405克水泥提供的強度（即0.9R0=45MPa與45克沸石粉提供的強度（即R4-0.9R0=30MPa）；
這樣，本例中我們在混凝土配合比設計過程中可以用1千克沸石粉可以取代6千克與對比試驗相同的水泥，或者用0.17千克沸石粉取代1千克與對比試驗相同的水泥。這種設計思路在水泥和沸石粉用量的計算方面實現了適量取代，比傳統觀念中沸石粉5%~30%取代水泥的觀念更加科學，準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。因為沸石中的堿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吸銨值，測試時間較短，可以再2 h內完成、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，其活性指數也越高。考慮到高強高性能混凝土的需要，GB/T18736標準將磨細天然沸石分為Ⅰ級和Ⅱ級，并規(guī)定Ⅰ級吸銨值為130mmol/100g（相當于沸石含量約在60%左右），Ⅱ級為100mmol/100g（相當于沸石含量約在48%左右）。

試驗結果表明，產地不同，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，沸石的性能會有很大的差異，生產高強高性能混凝土時，應盡可能選擇吸銨值高的磨細天然沸石。

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，值得推廣與應用。