混合材料的种类及应用

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在生产水泥时，为改善水泥性能、调节水泥强度等级而加入的各种矿物材料，称为水泥混合材料。水泥混合材料可分为活性混合材料和非活性混合材料两种。

(一)活性混合材料

活性混合材料是指能与水泥熟料的水化产物Ca(OH)₂等发生化学反应，能形成水硬性胶凝材料，凝结硬化后具有强度并能改善硅酸盐水泥某些性能的矿物质材料。当水泥中掺有活性混合材料时，可能会影响水泥早期强度的发展，但后期强度发展潜力很大。常用的活性混合材料有：粒化高炉矿渣、火山灰质混合材料和粉煤灰。

1．粒化高炉矿渣

粒化高炉矿渣是将炼铁高炉的熔融矿渣经急速冷却而得到的松软颗粒。粒化高炉矿渣中的活性成分，主要是活性氧化铝和活性氧化硅，即使在常温下也可与水泥水化产物氢氧化钙起化学反应并产生强度。

矿渣的活性如何不仅取决于化学成分，而且在很大程度上取决于内部结构。高炉矿渣熔融物采用水淬方法急冷成粒时，阻止了熔体向结晶结构转变而形成玻璃体，储有大量的化学潜能，具有较高的潜在活性。玻璃体结构中的活性二氧化硅和活性氧化铝，与水泥的水化产物氢氧化钙、水等作用，形成新的水化产物而产生胶凝作用。

2．火山灰质混合材料

火山灰质混合材料是指具有火山灰性天然的或人工的矿物质材料。天然的火山灰质混合材料有：火山灰、凝灰岩、浮石、硅藻土等；工业废渣和人工火山灰质混合材料有：煤矸石、煤渣、烧黏土、硅灰等。

按其化学成分与矿物结构不同，火山灰质混合材料可分为含水硅酸质混合材料、铝硅玻璃质混合材料和烧黏土质混合材料。

(1)含水硅酸质混合材料

含水硅酸质混合材料主要有硅藻土、硅藻石、蛋白石和硅质渣(人工的如硅灰)等，它们的活性成分以氧化硅为主。

(2)铝硅玻璃质混合材料

铝硅玻璃质混合材料主要有火山灰、凝灰岩、浮石和某些工业废料。它们的活性成分为氧化硅和氧化铝。

(3)烧黏土质混合材料

烧黏土(人工的)质混合材料主要有烧黏土、煤渣、煅烧的煤矸石等，它们的活性成分以氧化铝为主。

3．粉煤灰

粉煤灰是发电厂锅炉用煤粉作为燃料，从其烟道气体中收集的细粉颗粒，又称为飞灰，以活性氧化硅和活性氧化铝为主要化学成分，同时也含有少量氧化钙，具有火山灰性。因此，粉煤灰也属于火山灰质混合材料的一种。由于粉煤灰的颗粒细小(粒径为1～50μm)，呈玻璃态实心或空心球状，其结构致密，使用性能具有明显特点，因此，在混合材料中单独列出。

(二)非活性混合材料

非活性混合材料是指掺入水泥后，主要起填充作用而又不损害水泥性能的矿物材料，称为非活性(惰性)混合材料。常用的非活性混合材料有：磨细石英砂、石灰石、自然冷却的矿渣等。

在水泥熟料中掺入非活性混合材料的作用，主要是改善水泥的某些性能，如调节水泥强度等级、增加水泥产量、降低水泥水化热等。