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(三)掺混合材料的硅酸盐类水泥 $lesson$
1.混合材料
在磨制水泥时掺入的矿物质材料叫做混合材料，掺量通常不低于20%。混合材料分活性和非活性两类。活性混合材料其主要成分是活性SiO2、Al2O3，单独与水拌合不具备水硬性，但是磨细后与石灰、石膏或硅酸盐水泥等一起加水拌合，具有化学活性，能生成胶凝性物质，且具有水硬性。非活性混合材料也叫做填充性混合材料，无化学活性，只起填充作用。混合材料掺入水泥中具有以下作用。
(1)代替部分水泥熟料，增加水泥产量，降低成本。生产水泥熟料需要经过生料磨细、高温煅烧等工艺过程，消耗大量能量，并排放大致与水泥熟料相等的二氧化碳气体。而混合材料大部分是工业废渣，不需要煅烧，只需要与熟料一起磨细即可，既可以减少熟料的生产量，又消费了工业废料，具有明显的经济效益和社会环保效益。
(2)调节水泥强度，避免不必要的强度浪费。水泥的强度等级以28d抗压强度为基准划分，且每相差10MPa划分一个强度等级。完全使用熟料有时将造成活性的浪费，合理掺入混合材料可达到既降低成本，又满足强度要求的目的。
(3)改善水泥性能。掺入适量的混合材料，相对减少水泥中熟料的比例，能明显降低水泥的水化放热量;由于二次水化作用，使水泥石中的氢氧化钙含量减少，增加了水化硅酸盐凝胶体的含量，因此能够提高水泥石的抗软水侵蚀和抗硫酸盐侵蚀能力;如果采用粉煤灰作混合材料，由于其球形颗粒的作用，能够改善水泥浆体的和易性，减少水泥的需水量，从而提高水泥硬化体的密度。
(4)降低早期强度。掺入混合材料之后，早期水泥的水化产物数量将相对减少，所以水泥石或混凝土的早期强度将有所降低。对于早期强度要求较高的工程不宜掺入过多的混合材料。如果掺入活性混合材料，由于二次水化作用，其后期强度与不掺混合材料的水泥相比不会相差太多。
混合材料除了用做水泥的混合材料之外，还可作为矿物掺合料直接掺入混凝土中。活性混合材料和适量的石灰、石膏共同混合磨细制成无熟料水泥，可用于调制砂浆或低强度等级的混凝土，用于一些小型、次要工程。此外，活性混合材料还是生产硅酸盐制品的主要原材料之一。将活性混合材料、适量石灰、石膏及细骨料合理配合，作成板材或块状坯体后，在高温、高压下进行压蒸或湿热养护，使活性混合材料中的活性氧化硅、氧化铝与氧化钙、硫酸钙等成分直接反应生成硅酸钙盐类，成为具有一定强度的硅酸盐制品。
2.矿渣硅酸盐水泥
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数计为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%，替代后水泥中粒化高炉矿渣不得少于20%。
3.火山灰质硅酸盐水泥
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数计为20%～50%。
4.粉煤灰硅酸盐水泥
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数计为20%～40%。
5.复合硅酸盐水泥
凡由硅酸盐水泥熟料、两种或两种以上规定的混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称为复合硅酸盐水泥(简称复合水泥)，代号P?C。水泥中混合材料总掺加量按质量百分数计应大于15%，但不超过50%。水泥中允许用不超过8%的窑灰代替部分混合材料;掺矿渣时混合材料掺量不得与矿渣水泥重复。