以东非地区新建蒙-内铁路和内-马铁路为背景，针对该地区缺乏粉煤灰、矿渣粉、硅灰等传统矿物掺合料的现状，以当地储量丰富的天然火山灰质材料为研究对象，从天然火山灰质材料技术指标及生产加工技术、东非地区混凝土原材料情况、火山灰高性能混凝土配制技术、天然火山灰质材料用于预制混凝土、火山灰高性能混凝土长期性能和耐久性能、火山灰混凝土的裂缝控制技术、天然火山灰-水泥胶凝材料体系水化亚微观机理等角度出发，研究天然火山灰质材料配制铁路工程高性能混凝土成套技术，使得天然火山灰质材料成功应用于蒙-内铁路和内-马铁路混凝土工程，为在缺乏传统矿物掺合料地区进行工程建设提供了混凝土技术解决方案的示范。