(1)活性效应粉煤灰中所含的SiO2和A12O3具有活性， 它们能与水泥水化产生的Ca(OH)2反应，生成类似水 泥水化产物中的水化硅酸钙和水化铝酸钙，可作为胶 凝材料的一部分而起增强作用。
(2)颗粒形态效应煤粉在高温燃烧过程中形成的粉煤灰 颗粒，绝大多数为玻璃微珠，掺入混凝土中可减小内 摩擦力，从而可减少混凝土的用水量，起减水作用。
晶体，活性极小，称为慢冷矿渣，则不具有活性。
2．火山灰质混合材料
凡是天然的或人工的以活性氧化硅SiO2和活性氧 化铝Al2O3为主要成分，其含量一般可达65％～ 95％，具有火山灰活性的矿物质材料，都称为火 山灰质混合材料。按其成因分为天然的和人工的 两类。天然的火山灰主要是火山喷发时随同熔岩 一起喷发的大量碎屑沉积在地面或水中的松软物 质，包括浮石、火山灰、凝灰岩等。还有一些天 然材料或工业废料，如硅藻土、沸石、烧粘土、 煤矸石、煤渣等也属于火山质混合材料。
冷方式处理而成的松软颗粒称为高炉矿渣，又称水淬矿 渣，其中主要的化学成分是CaO、SiO2和A12 O3，约 占90％以上。一般以CaO和A1203含量较高者，活性较 大，质量较好。急速冷却的矿渣结构为不稳定的玻璃体， 储有较高的潜活性，在有激发剂的情况下，具有水硬 性，如果熔融状态的矿渣缓慢冷却，其中的SiO2等形成
3．粉煤灰
粉煤灰是发电厂燃煤锅炉排出的烟道灰，其 颗粒直径一般为0．001～0．050mm，呈玻 璃态实心或空心的球状颗粒，表面比较致密， 粉煤灰的成分主要是活性氧化硅SiO2和活性 氧化铝A12O3，粉煤灰就其化学成分及性质 属于火山灰质混合材料，由于每年排放量高 达1．4×10t，为了大量利用这些工业废料， 保护环境，节约资源，把它专门列出作为一 类活性混合材料。粉煤灰由于其本身的化学 成分、结构和颗粒形状等特征，在混凝土中 可产生下列三种效应，总称为“粉煤灰效 应”。
(3)微细料效应粉煤灰中的微细颗粒均匀分布在水泥浆 内，填充孔隙和毛细孔，改善了混凝土的孔结构和增 大密度。
由于上述效应的结果，粉煤灰可以改善混凝土拌 合物的流动性、保水性、可泵性，并能降低混凝土的 水化热，提高混凝土的抗化学侵蚀、抗渗、抑制碱骨 料反应等耐久性能。
国家标准GB1596—1991规定，用于水泥的粉煤灰分为 工级灰和Ⅱ级灰两种，其质量应满足表3—4的要求。
硅酸盐水泥和普通 硅酸盐水泥
第二节 混合材料及掺混合材料的硅酸盐水泥
掺混合材料的硅酸盐水泥是指在硅酸盐水泥熟料的基 础上，加入一定量的混合材料和适量石膏共同磨细制成的 一种水硬性胶凝材料，掺混合材料的目的是为了调整水泥 强度等级，扩大使用范围，改善水泥的某些性能，增加水 泥的品种和产量，降低水泥成本并且充分利用工业废料， 节省粘土及岩石资源，减轻对环境的负担。
一、混合材料
所谓混合材料是指在生产水泥及各种制品和构件 时，常掺人大量天然的或人工的矿物材料，混合 材料按照其参与水化的程度，分为活性混合材料 和非活性混合材料。
(一)活性混合材料
活性混合材料是指具有火山灰性或潜在水硬性， 或兼有火山灰性和水硬性的矿物质材料。
火山灰性是指一种材料磨成细粉，单独不具有水 硬性，但在常温下与石灰一起和水能形成具有水 硬性的化合物的性能；潜在水硬性是指磨细的材 料与石膏一起和水能形成具有水硬性的化合物的 性能。
二、矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥
(一)定义
凡由硅酸盐水泥熟料和粒化高炉矿渣、适量石膏磨细 制成的水硬性胶凝材料称为矿渣硅酸盐水泥(简称矿渣 水泥)，代号P．S。水泥中粒化高炉矿渣掺加量按质 量百分比计为20％～70％。允许用石灰石、窑灰、粉 煤灰和火山灰质混合材料中的一种材料代替矿渣，代 替数量不得超过水泥质量的8％，代替后水泥中粒化高 炉矿渣不得少于20％。
表3—4粉煤灰技术要求
序号
指标
级别
Ⅰ级
Ⅱ级
1
烧失量(％)，不大于
5
8
2
含水量(％)，不大于
1
1
3
三氧化硫(％)，不大于
3
3
4
28d抗压强度(％)，不小于
75
62
(二)非活性混合材料
在水泥中主要起填充作用而不与水泥发生 化学反应或化学反应很微弱的矿物材料，称为 非活性混合材料。将它们掺入硅酸盐水泥的目 的，主要是为了提高水泥产量，调节水泥强度 等级，减小水化热等。实际上非活性混合材料 在水泥中仅起填充作用，所以又称为填充性混 合材料、惰性混合材料。磨细的石英砂、石灰 石、粘土、慢冷矿渣及各种废渣等都属于非活 性材料。另外，凡不符合技术要求的粒化高炉 矿渣、火山灰质混合材料及粉煤灰均可作为非 活性混合材料使用。
硅酸盐水泥熟料水化后会产生大量的氢氧化钙并且熟料
中含有石膏，因此在硅酸盐水泥中掺入活性混合材料具 备了使活性混合材料发挥活性的条件，通常将氢氧化钙、 石膏称为活性混合材料的“激发剂”。激发剂的浓度越 高，激发剂作用越大，混合材料活性发挥越充分。水泥 中常用的活性混合材料如下：
❖ 1．粒化高炉矿渣 将炼铁高炉中的熔融矿渣经水淬等急
凡由硅酸盐水泥熟料和火山灰质混合材料、适量石膏 磨细制成的水硬性胶凝材料称为火山灰质硅酸盐水泥 (简称火山灰水泥)，代号P．P。水泥中火山灰质混合 材料掺量按质量百分比计为20％～50％。
凡由硅酸盐水泥熟料和粉煤灰、适量石膏磨细制成的水 硬性胶凝材料称为粉煤灰硅酸盐水泥(简称粉煤灰水泥)， 代号P．F。水泥中粉煤灰掺量按质量百分比计为20％～ 40％。
(三)掺活性混合材料的硅酸盐水泥的水化特 点 掺活性混合材料的硅酸盐水泥在与水拌 合后，首先是水泥熟料水化，水化生成的 Ca(OH)2作为活性“激发剂”，与活性混合 材料中的活性SiO2和活性A12O3反应，即二 次水化反应，生成具有水硬性的水化硅酸钙 和水化铝酸钙，其反应式如下
当有石膏存在时，石膏可与上述反应生成的 水化铝酸钙进一步反应生成水硬性的水化硫 铝酸钙。
(二)技术要求
1．细度、凝结时间、体积安定性 GB1344—1999中 规定，这三种水泥的细度、凝结时间、体积安定性同普 通水泥要求。
2．氧化镁、三氧化硫含量
熟料中氧化镁的含量不宜超过5％，如果水泥经压蒸安 定性试验合格，则熟料中氧化镁的含量允许放宽到6％。 矿渣水泥中三氧化硫的含量不得超过4．0％；火山灰水 泥和粉煤灰水泥中SO3的含量不得超过3．5％。