一、水泥混合材料

在生產(chǎn)水泥時(shí)，為改善水泥性能，調(diào)節(jié)水泥強(qiáng)度等級(jí)而摻入水泥中的天然或人工的礦物材料，稱為水泥混合材料。根據(jù)所加礦物材料的性質(zhì)和作用不同，水泥混合材料通常分為活性混合材料和非活性混合材料兩大類。

1．活性混合材料

（1）活性混合材料的主要類型　經(jīng)磨細(xì)后，在常溫下，與石灰（或與石灰和石膏）一起加水后能生成具有膠凝性的水化產(chǎn)物，既能在空氣中又能在水中硬化的混合材料稱為活性混合材料。生產(chǎn)水泥常用的活性混合材料主要有：

1）?；郀t礦渣　粒化高爐礦渣是將高爐冶煉生鐵時(shí)所得以硅酸鈣與鋁酸鈣為主要成分的熔融礦渣，經(jīng)水淬急速冷卻而成的松軟顆粒，顆粒粒徑一般為0．5～5mm。其主要成分為CaO、Al₂O₃、SiO₂，通常占總量的90％以上，此外還有少量的MgO、FeO和一些硫化物等。礦渣的活性不僅取決于其活性成分（活性氧化鋁和活性氧化硅）的含量，而且在很大程度上取決于內(nèi)部結(jié)構(gòu)。礦渣熔融體在淬冷成粒時(shí)，阻止了熔融體向結(jié)晶結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化而形成了玻璃體，儲(chǔ)有較高的潛在化學(xué)能，從而使其具有較高的活性。在有少量激發(fā)劑的情況下，其漿體就具有一定的水硬性。含氧化鈣較高的堿性礦渣，本身就具有弱的水硬性。

2）火山灰質(zhì)混合材料　火山噴發(fā)時(shí)，隨同熔巖一起噴發(fā)的大量碎屑沉積在地面或水中而成的松軟物質(zhì)，稱為火山灰?；鹕交矣捎趪姵龊蠹丛饧崩?，因此形成了一定量的玻璃體，這些玻璃體成分使其具有活性，它的成分也主要是活性氧化硅和活性氧化鋁?；鹕交屹|(zhì)混合材料泛指具有火山灰質(zhì)的天然或人工礦物材料，如天然的火山灰、凝灰?guī)r、浮石、硅藻土、硅藻石、蛋白石等，屬于人工的有燒黏土、煅燒的煤矸石、粉煤灰及硅灰等。

3）粉煤灰　粉煤灰是火力發(fā)電廠以煤粉做燃料，從其鍋爐煙氣中收集下來的灰渣，又稱飛灰。其顆粒多呈玻璃態(tài)實(shí)心或空心的球形，表面光滑，粒徑一般為0．001～0．05mm。粉煤灰的成分主要是活性氧化硅和活性氧化鋁，其次還含有少量氧化鈣。根據(jù)其氧化鈣含量不同，又有高鈣粉煤灰和低鈣粉煤灰之分。前者氧化鈣含量一般高于10％，本身就具有一定的水硬性。

（2）活性混合材料的作用　上述的活性混合材料，它們與水調(diào)和后，本身不會(huì)硬化或硬化極為緩慢，強(qiáng)度很低。但有石灰存在時(shí)，就會(huì)發(fā)生顯著的水化，特別是在飽和的氫氧化鈣溶液中水化更快，其水化反應(yīng)一般認(rèn)為是：

式中x值決定于混合材料的種類、石灰和活性氧化硅的比例、環(huán)境溫度以及作用所延續(xù)的時(shí)間等，一般為1或稍大。n值一般為1～2．5。

同樣，活性氧化鋁與Ca（OH）₂也能相互作用形成水化鋁酸鈣。當(dāng)液相中有石膏存在時(shí)，水化鋁酸鈣將進(jìn)一步與石膏反應(yīng)生成水化硫鋁酸鈣。這些水化物既能在空氣中硬化，又能在水中繼續(xù)硬化，并具有相當(dāng)高的強(qiáng)度。可以看出，氫氧化鈣和石膏的存在使活性混合材料的潛在活性得以發(fā)揮，氫氧化鈣和石膏起著激發(fā)水化、促進(jìn)凝結(jié)硬化的作用，故稱為激發(fā)劑。常用的激發(fā)劑有堿性激發(fā)劑和硫酸鹽激發(fā)劑兩類，一般用作堿性激發(fā)劑的是石灰和能水化析出氫氧化鈣的硅酸鹽水泥熟料；硫酸鹽激發(fā)劑主要是二水石膏或半水石膏，而且其激發(fā)作用必須在有堿性激發(fā)劑的條件下才能充分發(fā)揮。

2．活性混合材料

非活性混合材料是指不具有潛在的水硬性，與水泥礦物組成也不起化學(xué)作用的混合材料。它們摻入到水泥中僅起減少水化熱、降低強(qiáng)度等級(jí)和提高水泥產(chǎn)量的作用。常用的有磨細(xì)石灰石粉、磨細(xì)石英砂、磨細(xì)塊狀高爐礦渣等。