混合材定义
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第五节掺混合材料的水泥解析
碱性激发剂
能造成氢氧化钙液相以激发矿渣活性的 物质。如熟料中C2S和C3S水化放出Ca(OH)2， 故熟料和石灰属于碱性激发剂。
激发机理： 碱性溶液能破坏玻璃体表面的结构，使水分 易于进入，造成矿渣颗粒的分散和解体，产生有胶 凝性的水化硅酸钙和水化铝酸盐。
硫酸盐激发剂
在含有氢氧化钙的碱性介质中，加入一定数 量的硫酸钙，能使矿渣的活性更充分发挥出来。 激发机理： CaSO4的掺入，能进一步与矿渣中的活性 Al2O3在Ca(OH)2液相环境下生成水化硫铝酸钙， 而使强度增高。
非活性混合材料 (填充性混合材料)
活性混合材料 混合材料磨成细粉，与石灰 或与石灰和石膏拌合在一起，并 加水后，在常温下，能生成具有 胶凝性的水化产物，既能在水中， 又能在空气中硬化的，称为活性 混合材料。
非活性混合材料
活性混合材料
非活性混合材料
非活性混合材料是指不与 水泥成分起化学作用或作用很 小的混合材料。主要起惰性填 充作用，掺入的目的主要是为 了提高水泥的产量，调整水泥 的标号，减少水化热，故又被 称为填充性混合材料。
R=1时-----矿渣无活性； R值越高，矿渣活性越好
国家标准对粒化高炉矿渣质量要求
（1）质量系数K不应小于1.2
（2）MnO2不得超过4%；
（3）块状矿渣以质量计，不得超过5%，最大 直径不得超过10cm； （4）不得混有外来夹杂物，金属铁应严格控制。
用途
1）广泛用于地上、地下或水中混凝土工程；
活性评定方法
A、化学法
将含30%火山灰的水泥 20g与100ml水制成浑浊 液，于40℃±2℃条件下养 护7~14天。将溶液过滤， 滴度（以mmol/L）表示，然后在火山灰活性图上， 以CaO为纵坐标，OH-为横坐标画点。
第二节掺混合材的硅酸盐水泥解析
第二节
掺混合材的硅酸盐水泥
第二节
掺混合材的硅酸盐水泥
一、掺混合材的硅酸盐水泥的定义
硅酸盐水泥熟料，不小于5％的各种矿物材 料（混合材），以及适量的石膏共同磨细制成的 水硬性胶凝材料，均属掺混合材的硅酸盐水泥。 掺入混合材的目的： 改善水泥的性质 什么是 调节水泥强度 混合材料？ 增加品种 提高产量 节约熟料，降低成本
2 2 3
2
2
3
硅灰silica fume、粉煤灰fly ash、火山灰、页岩、 煤矸石、硅藻土、蛋白石、凝灰石等。
第二节
掺混合材的硅酸盐水泥
三、掺混合材的硅酸盐水泥种类
第二节
掺混合材的硅酸盐水泥
1、普通硅酸盐水泥P· O
硅酸盐水泥熟料加适量石膏，加(6~20)% 混合材（非活性混合材≯ 8％，窑灰≯ 5％）粉 磨而成的水泥。
特点（GB175-2007）：
性质：同硅酸盐水泥相近 不同点：初凝时间： ≮45min 终凝时间： ≯10h 强度等级： 42.5、 42.5R、52.5、
52.5R 六个，但标准不同。
第二节
掺混合材的硅酸盐水泥
2、矿渣硅酸盐水泥P· S
硅酸盐水泥熟料加适量石膏，加 水化速度慢，水化热低； 20%~70%的矿渣粉磨而成的水泥。其中 早强低，后期强度增进大； 矿渣掺量为 20～50%称A型，矿渣掺量为 20～70% 称B型。 抗软水，抗硫酸盐浸蚀强； 矿渣水泥独 特点： 耐热性能好； 有特点？ 细度、凝结时间及安定性同 P· O水泥相同。 标稠需水量大，保水性差， 强度等级： 32.5、 32.5R、42.5、42.5R、 易泌水抗冻抗碳化差。
52.5、52.5R六个，但标准不同。
掺混合材的硅酸盐水泥
第二节
掺混合材的硅酸盐水泥
一、掺混合材的硅酸盐水泥的定义
硅酸盐水泥熟料，不小于5％的各种矿物材 料（混合材），以及适量的石膏共同磨细制成的 水硬性胶凝材料，均属掺混合材的硅酸盐水泥。 掺入混合材的目的： 改善水泥的性质 什么是 调节水泥强度 混合材料？ 增加品种 提高产量 节约熟料，降低成本
2 2 3
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硅灰silica fume、粉煤灰fly ash、火山灰、页岩、 煤矸石、硅藻土、蛋白石、凝灰石等。
第二节
掺混合材的硅酸盐水泥
三、掺混合材的硅酸盐水泥种类
第二节
掺混合材的硅酸盐水泥
1、普通硅酸盐水泥P· O
硅酸盐水泥熟料加适量石膏，加(6~20)% 混合材（非活性混合材≯ 8％，窑灰≯ 5％）粉 磨而成的水泥。
特点（GB175-2007）：
性质：同硅酸盐水泥相近 不同点：初凝时间： ≮45min 终凝时间： ≯10h 强度等级： 42.5、 42.5R、52.5、
52.5R 六个，但标准不同。
第二节
掺混合材的硅酸盐水泥
2、矿渣硅酸盐水泥P· S
硅酸盐水泥熟料加适量石膏，加 水化速度慢，水化热低； 20%~70%的矿渣粉磨而成的水泥。其中 早强低，后期强度增进大； 矿渣掺量为 20～50%称A型，矿渣掺量为 20～70% 称B型。 抗软水，抗硫酸盐浸蚀强； 矿渣水泥独 特点： 耐热性能好； 有特点？ 细度、凝结时间及安定性同 P· O水泥相同。 标稠需水量大，保水性差， 强度等级： 32.5、 32.5R、42.5、42.5R、 易泌水抗冻抗碳化差。
52.5、52.5R六个，但标准不同。
混合材活性实验报告
一、实验目的1. 了解混合材的定义及分类。
2. 探究不同混合材的活性，评估其在水泥混凝土中的应用潜力。
3. 分析影响混合材活性的因素，为实际工程应用提供理论依据。
二、实验原理混合材活性是指混合材在水泥混凝土中发挥填充、改善性能等作用的能力。
本实验采用对比试验方法，对不同混合材的活性进行评估。
通过测定混合材与水泥反应生成的强度，以及混合材对水泥水化过程的影响，来评价其活性。
三、实验材料1. 水泥：P·O 42.5级普通硅酸盐水泥。
2. 混合材：粉煤灰、矿渣粉、硅灰、天然沸石等。
3. 水泥混凝土试件成型用砂、石子。
4. 水泥混凝土试件养护用养护箱。
四、实验方法1. 混合材活性试验：按照《水泥混合材活性试验方法》（GB/T 1596-2017）进行。
2. 水泥混凝土抗压强度试验：按照《水泥混凝土抗压试验方法》（GB/T 50081-2002）进行。
3. 水泥混凝土抗折强度试验：按照《水泥混凝土抗折试验方法》（GB/T 50081-2002）进行。
五、实验步骤1. 混合材活性试验：（1）称取水泥、混合材和标准砂，按照试验要求配制水泥混合材浆体。
（2）将浆体倒入养护箱中，养护至规定龄期。
（3）取出浆体，进行抗压强度试验和抗折强度试验。
（4）计算混合材的活性指数。
2. 水泥混凝土抗压强度试验：（1）称取水泥、混合材、砂、石子和水，按照试验要求配制水泥混凝土。
（2）将混凝土拌合物倒入试模中，振动密实。
（3）将试模放入养护箱中，养护至规定龄期。
（4）取出试件，进行抗压强度试验。
3. 水泥混凝土抗折强度试验：（1）称取水泥、混合材、砂、石子和水，按照试验要求配制水泥混凝土。
（2）将混凝土拌合物倒入试模中，振动密实。
（3）将试模放入养护箱中，养护至规定龄期。
（4）取出试件，进行抗折强度试验。
六、实验结果与分析1. 混合材活性试验结果：（1）粉煤灰：活性指数为80%。
（2）矿渣粉：活性指数为90%。
（3）硅灰：活性指数为100%。
掺混合材的水泥,铝酸盐水泥,水泥的应用.
第二节掺混合材的硅酸盐水泥一．水泥用混合材料定义：在生产硅酸盐水泥的过程中，为了改善水泥的性质，调节水泥强度而加入水泥中的人工或天然矿物材料，称为水泥混合材料。
火山灰活性：混合材料磨成细粉并与石灰或石膏混合均匀，用水拌和后，在常温下可生成具有水硬性的水化物，这称为混合材料的火山灰活性。
1．分类（1）非活性混合材料也称为惰性混合材，主要起填充作用，可调节水泥强度，降低水化热及增加水泥产量等。
主要有磨细石英砂、石灰石、粘土、缓冷矿渣等。
（2）活性混合材料主要化学成分为活性二氧化硅、活性氧化铝。
本身与水不起化学反应，但在有激发剂（硫酸盐或碱性）的情况下，能发生水化反应，生成具有水硬性的水化硅酸钙和水化铝酸钙。
主要品种有：粒化高炉矿渣、火山灰质、粉煤灰等。
A粒化高炉矿渣炼铁时为使铁矿石易熔加入石灰石作溶剂，高温下氧化钙与铁矿石中的黏土矿物生成硅酸盐与铝酸盐矿物，浮于铁水表面，排出用水急冷成为颗粒状、质地疏松、多孔的粒化高炉矿渣，又称水淬高炉矿渣。
其玻璃体含量达80％以上，其矿物成分为硅酸钙，与水泥熟料矿物成分相似，差别是钙含量低、硅含量高。
B火山喷发时形成的一系列矿物材料统称为火山灰质混合材料，包括浮石、火山渣（灰）、凝灰岩1等。
还有一些天然材料或工业废渣，由于其成分与火山灰材料相似，也称为火山灰质混合材料，如烧粘土2、粉煤灰、自燃煤矸石、硅藻土3(石)等。
按化学成分和活性来源将火山灰质混合材料分为三类：(1) 含水硅酸质材料：以SiO2为主要活性成分，含有结合水，如硅藻土、蛋白石4和硅质渣5等。
与石灰反应能力强，活性好，但需水量大、干缩大。
(2) 铝硅玻璃质材料：以SiO2和Al2O3为主要活性成分，如火山灰、凝灰岩、浮石和粉煤灰等。
活性大小与化学成分、冷却速度有关。
(3) 烧粘土质混合材料：以Al2O3为主要活性成分，如烧粘土、煤渣、自燃煤矸石等．1凝灰岩：火山喷出的渣、砾夹杂火山灰沉积后再经石化而成；2烧粘土：含Al2O3较高的黏土经600～800℃煅烧而成；3硅藻土：由硅藻类微生物在水中死后残骸沉积而成；4蛋白石：由硅藻石微粒经硅质胶结材料胶结而成；5硅质渣：粘土经提取氧化铝后的残渣；C粉煤灰是火力发电厂以煤粉作燃料，燃烧后收集起来的粒径为1～50μm的极细灰渣颗粒，呈玻璃态实心或空心球状，由于其主要活性成分为SiO2和Al2O3，所以也把粉煤灰划归为火山灰质混合材料。
vray学习笔记（4）混合材质是个什么东西
vray学习笔记（4）混合材质是个什么东西看下定义：The Blend material lets you mix two materials on a single side of the surface.Blend material材质的出现时为了解决怎么将两种材质混合的问题⽽出现的。
混合材质⼀般⽤在什么地⽅呢？我所了解的是游戏地形⽅⾯会⽤到，我做了⼀个demo，可以看下效果。
它是由两个材质构成的，⼀个是黄⼟的材质，⼀个是绿草地的材质，看下材质编辑器⾥⾯是个什么情况。
上⾯就是混合材质的直观感受，我们再回顾下定义，”将两个材质混合为⼀个材质“，既然有两个材质，那么应该需要⼀个⽅式来控制两种材质的混合量，哪个多⼀些，哪个少⼀些，这个东西在3dsmax⾥⾯是怎么控制的呢？在3dsmax的官⽅⽂档中我找到了⼀些东西。
为了解决”混合度“的问题，3dsmax提供了两种⽅式，第⼀种mix amount，第⼆种是mask 贴图。
Mix AmountDetermines the proportion of the blend (percentage). 0 means only Material 1 is visible on the surface; 100 means only Material 2 is visible. Unavailable if you have assigned a mask map and the mask's checkbox is on.Mix Amount控制混合的百分⽐，0意味着只有材质1是有效的；100意味着只有材质2是有效的，如果你通过mask贴图来控制混合度，那么mix amount这个功能就失效了。
MaskClick to assign a map to use as a mask. The degree of blending between the two materials depends on the intensity of the mask map. Lighter (whiter) areas of the mask show more of Material 1, while darker (blacker) areas of the mask show more of Material 2. Use the checkbox to turn the mask map on or off.可以通过mask贴图来控制混合材质的混合度的问题，混合度和mask贴图中的像素的亮度有关系，像素越亮的部分表⽰这个地⽅材质1的混分份数更多，剩下的少部分是材质2，越⿊的地⽅表⽰材质2的混合份数越多，剩下的少部分是材质1。
造价工程师《安装计量》掺混合材料的硅酸盐水泥
造价工程师《安装计量》掺混合材料的硅酸盐水泥掺混合材料的硅酸盐水泥1．混合材料在生产水泥时，为改善水泥性能，调节水泥强度等级，而加到水泥中的人工的或天然的矿物材料，称为水泥混合材料。
按其性能分为活性（水硬性）混合材料和非活性（填充性）混合材料两类。
（1）活性混合材料，如符合现行国家标准《用于水泥中的粒化高炉矿渣》GB/T203的粒化高炉矿渣、符合现行国家标准《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》G．B/T1596的粉煤灰、符合现行国家标准《用于水泥中的火山灰质混合材料》GB/T2847的火山灰质混合材料。
水泥熟料中掺入活性混合材料，可以改善水泥性能、调节水泥强度等级、扩大水泥使用范围、提高水泥产量、利用工业废料、降低成本，有利于环境保护。
（2）非活性混合材料是指与水泥成分中的氢氧化钙不发生化学作用或很少参加水泥化学反应的天然或人工的矿物质材料，如石英砂、石灰石及各种废渣，活性指标低于相关现行国家标准要求的粒化高炉矿渣、粉煤灰、火山灰质混合材料。
水泥熟料掺人非活性混合材料可以增加水泥产量、降低成本、降低强度等级、减少水化热、改善混凝土及砂浆的和易性等。
2．定义与代号（1）矿渣硅酸盐水泥。
由硅酸盐水泥熟料和20％～70％粒化高炉矿渣、适量的石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为矿渣硅酸盐水泥，代号P·S.（2）火山灰质硅酸盐水泥。
由硅酸盐水泥熟料和20％～50％的火山灰质混合材料、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，代号P·P.（3）粉煤灰硅酸盐水泥。
由硅酸盐水泥熟料和20％～400A的粉煤灰、适量石膏磨细制成的水硬件胶凝材料，称为粉煤灰硅酸盐水泥，代号P·F.3．五种水泥的主要特性及适用范围。
水泥工艺制成混合材
水泥工艺制成混合材11．1 .1 混合材料的种类及质量要求11．1．1.1混合材料的种类及作用混合材料是指在粉磨水泥时与熟料、石膏一起加入磨内用以提高水泥产量，改善水泥性能、调节水泥标号的矿物质材料。
其来源主要是各种工业废渣及天然矿物质材料，根据来源可分为天然混合材料和人工混合材料(主要是工业废渣)，但通常根据混合材料的性质及其在水泥水化过程中所起的作用，分为活性混合材料和非活性混合材料两大类。
生产水泥时掺入混合材料的作用是：(1)提高水泥产量，降低水泥生产成本，节约能源，达到提高经济效益的目的；(2)有利于改善水泥的性能，如改善水泥安定性，提高混凝土的抗蚀能力，降低水泥水化热等；(3)调节水泥标号，生产多品种水泥，以便合理使用水泥，满足各项建设工程的需要；(4)综合利用工业废渣，减少环境污染，实现水泥工业生态化。
11．1．1．1 活性混合材料活性混合材料是指具有火山灰性或潜在的水硬性，以及兼有火山灰性和水硬性的矿物质材料．主要包括粒化高炉矿渣，火山灰质混合材料和粉煤灰等。
这里所说的火山灰性，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、水拌和后能形成具有水硬性的化合物的性能；而潜在水硬性是指材料单独存在时基本无水硬性．但在某些激发剂(如石灰、熟料、石膏等)的激发作用下，可呈现水硬性。
11．I．I．2 非活性混合材料非活性混合材料是指在水泥中主要起填充作用而又不损害水泥性能的矿物质材料，即活性指标不符合要求的材料，或者是无潜在水硬性．火山灰性的一类材料。
主要包括砂岩、石灰石、块状的高炉矿渣等。
常用的各类混合材料见表11．1所示。
常用水泥各类混合材料11.1览表类别活性混合材非活性混合材其它人工材料或工业废渣（1）潜在水硬性类：粒化高炉矿渣、化铁炉渣、精炼铬铁渣、增钙液态渣等（2）火山灰性类：烧页岩、烧粘土、煅烧后的煤矸石、煤渣、硅质渣、粉煤灰、沸腾炉渣等活性指标不符合要求的粒化高炉矿渣、粉煤灰、火山灰性混合材粒化高炉钛矿渣、块状矿渣、铜渣等窑灰钢渣天然材料火山灰、凝灰岩、浮石、沸石岩、硅藻土、硅藻石、蛋白石等砂岩、石灰石11．1．2 粒化高炉矿渣粒化高炉矿渣是高炉冶炼生铁时所得以硅酸钙和铝硅酸钙为主要成分的熔融物经淬冷粒化后的产品。
混合材
混合材
粒化高炉矿渣：是冶炼生铁的废渣。
用高炉炼铁生产时，除了铁矿和燃料（焦炭）之外，为了降低冶炼温度，还要加入相当数量的石灰石和白云石作为熔剂。
它们在高炉内分解所得的氧化钙、氧化镁和铁矿石中的废石及焦炭中的灰分相熔化，所得以硅酸盐与硅铝酸盐为主要成分的熔融物，淬冷成粒后，即为粒化高炉矿渣（简称矿渣）。
矿渣的化学成分：矿渣含有SiO2、Al2O3、CaO、MgO等氧化物，其中前三者占90%以上；另外还有少量的MnO、Fe2O3和一些硫化物，如CaS、MnS、FeS等。
各氧化物在制造水泥时的作用
氧化钙是碱性氧化物，是矿渣的主要成分，含量占40%左右，它在矿渣中化合成具有活性的矿物，如C2S。
氧化钙是决定矿渣活性大小的主要因素，因此，含量越高，活性越大。
氧化铝属于酸性氧化物，是矿渣中比较好的活性成分，它在矿渣中形成铝酸盐或硅铝酸钙等矿物，由熔融状态经水淬后形成玻璃体。
氧化铝含量的含量一般为5-13%，也有高达30%的。
氧化铝含量愈多，愈适合于生产水泥。
氧化硅为酸性氧化物，也是矿渣中含量较多的一种
成分，一般为30-40%。
与CaO和Al2O3的含量比较起来，它的含量是过多了，致使形成低钙矿物（低活性），甚至还有游离二氧化硅存在，使矿渣的活性降低。
二氧化硅含量高的黏度大，易生成玻璃体。
氧化镁对矿渣的作用具有二重性。
虽然一般氧化镁化合物比相应的氧化钙化合物活性要低，但是氧化镁可以增加熔融矿渣的流动性，有助于提高矿渣粒化质量，从而有助于提高活性，有助于提高矿渣粒化质量和活性。
根据我国对矿渣的研究，氧化镁达到17%也不致于影响矿渣的活性。
水泥原料及混合材介绍
1.水泥原料的质量指标：（1）石灰质原料：CaO 为48%，MgO 为 3.0%，K2O+Na2O为 1.0%，SO3为1%，石英及燧石为 4.0%。
（2）粘土质原料：一类；SM为２.７～３.５，IＭ为１.５～３.５。
（3）硅质校正原料：SM为４.０，K2O+Na2O为４.０％，MgO为３.０％，SO3为２.０％。
（4）铁质校正原料：Fe2O3>40%（5）铝质校正原料：Al2O3>30%对于悬浮预热器及预分解窑，其生产及燃料中的有害成分，还需符合下列要求，碱含量为1.0%，氯离子含量为0.015%，硫/碱摩尔比SO3 /（K2O+1/2Na2O）为 1.0，燃料中硫含量为3.0%。
2.辅料及混合材的要求：（1）煤矸石，主要是碳质页岩，发热量因含碳物质的多少而不同，一般范围为840~10500KJ/kg，矿物组成主要是高岭石和水云母等粘土矿物，化学成分一般为：氧化硅50%~70%，Al2O3为15%~20%，Fe2O3 为2%~8%，CaO为1%~7%，MgO为1%~4%，碱含量为1%~4%，可以作燃料的煤矸石密度较小，呈黑色，含碳量为20~30%，灰分约为60~80%，热值约为4148~12540KJ/kg，由于煤矸石是以高岭石为主的粘土质矿物，所以水泥厂可以用作粘土质原料。
（2）粉煤灰，是火力发电厂排出的废渣，呈浅灰色或黑色，密度为1.9~2.4g/cm3成分与铝质粘土接近。
（3）砂岩，是由直径0.1~2.0mm的砂粒经胶结变硬的碎屑沉积岩，主要矿物为石英，其次为长石、云母等。
砂岩的胶结物主要有粘土质、石灰质、硅质和铁质等，颜色主要取决于胶结物砂岩氧化硅含量比粘土大，硬度大，塑性差。
是水泥厂较好的硅质校正原料。
（4）混合材，主要分为活性和非活性，粒化高炉矿渣、火山灰、粉煤灰属于活性混合材料，粒化高炉矿渣是铁矿石在高炉内冶炼生铁时排出的废渣，粒化高炉矿渣均以CaO，SiO2 ，Al2O3为主要成分，三者总含量在80%以上，另外还有少量的MgO，Fe2O3，MnO，TiO2 等。
03-混合材料与掺混合材料水泥
水泥名称 普通硅酸盐水泥 矿渣硅酸盐水泥
掺混合材料品种与数量 活性混合材料；（5%，20%］ 粒化高炉矿渣；（20%，70%］
火山灰硅酸盐水泥 火山灰质混合材料；（20%，40%］
粉煤灰硅酸盐水泥 复合硅酸盐水泥
粉煤灰；（20%，40%］
两种或两种以上活性混合材料； （20%，50%］
代号 P·O P·S P·P
“十二五”末年产生量为5.7亿吨
土木工程材料
水泥
（3）混合材料的分类 活性混合材料：混合材料磨成细粉与水拌合后，本身不具有
胶凝性质，或者胶结能力很小，但磨细的混合材料与石灰、石膏 或硅酸盐水泥一起加水拌合后，在常温下能生成水硬性胶凝材料 的水化产物。（潜在水硬性或者火山灰特性）
主要作用：改善水泥性能。 非活性混合材料：加入水泥中不与水发生反应。 主要作用：降低水泥强度、提高产量、降低成本。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
土木工程材料
水泥
（4）常用的活性混合材料 1）粒化高炉矿渣—水淬矿渣（blast furnace slag） 冶炼铁的熔融矿渣，经急速冷却（水淬）后得到的质地疏松、
多孔的玻璃体，内部具有较大化学潜能，易发生化学反应。
主要化学成分：SiO2、Al2O3、CaO、MgO等。
≥85%
粒化高炉矿渣的活性由质量系数评定：
激发剂
水硬性胶凝材料水化产物
Al2O3 +3(CaSO4 2H2O)+3Ca(OH)2 19H2O 3CaOAl2O3 3CaSO4 31H2O
土木工程材料
水泥
（6）常用的非活性混合材料 天然—石英砂、石灰石粉、白云石粉等。
人工—块状高炉矿渣、炉灰。
土木工程材料
水泥
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水泥混合材水泥混合材一定义在水泥生产过程中，为改善水泥性能、调节水泥标号而加到水泥中的矿物质材料，称之为水泥混合材料，简称水泥混合材。
二分类根据所用材料的性质可以分为活性混合材料和非活性混合材料两种。
1活性混合材料1.1 水泥混合材料磨成细粉后，与石灰（或石灰和石膏）加水拌在一起，在常温下，能生成具有胶凝性的水化产物，既能在水中，又能在空气中硬化的，称为活性混合材料。
1.2 活性混合材料的作用机理是与氢氧化钙和水发生水化反应，生成水硬性水化产物，并逐渐凝结硬化产生强度。
1.3 作用：活性混合材料的主要作用是改善水泥的某些性能，还具有扩大水泥强度等级范围、降低水化热、增加产量和降低成本的作用。
1.4 活性混合材料的种类有：粒化高炉矿渣、火山灰质混合材料、粉煤灰2非活性混合材料2.1 非活性混合材料又被称为惰性混合材料或填充性混合材料，是指不与水泥成分起化学作用或起很小作用的混合材料，主要起到惰性填充作用而又不损害水泥性能的矿物质材料。
2.2 作用：掺入惰性混合材料的目的主要是为了提高水泥的产量，调整水泥的标号，减少水化热。
2.3 非活性混合材料的常见品种有磨细石英砂、石灰石、粘土、慢冷矿渣及其他与水泥无化学反应的工业废渣。
三意义1 在水泥中掺加混合材料可以调节水泥标号与品种，增加水泥产量，降低生产成本2在一定程度上改善水泥的某些性能，满足建筑工程中对水泥的特殊技术要求3 可以综合利用大量工业废渣，具有环保和节能的重要意义。
水泥混合材与矿物外加剂作用效果在水泥灌浆料材料中，对于一些天然的矿物和工业废渣通常有两种利用方式，一是在水泥生产过程中，作为水泥的混合材用于生产水泥，二是在灌浆料的制备过程中，作为灌浆料的矿物外加剂用于制备灌浆料。
尽管它们都是用于制备灌浆料，而且在灌浆料中都是作为胶凝材料，但是，由于它们是在不同的时候加入，经历了不同的过程，因而常常表现出不同的性质，取得不同的应用效果。
作为水泥的混合材是在水泥的生产过程中加入的，经历了与水泥熟料一起粉磨的过程。
这一过程有两个作用，一是粉磨作用，通过机械作用，将天然矿物或工业废渣与水泥熟料一起破碎到更细的程度，二是混合作用，粉磨过程也是一个混合过程，各种物料在磨机中不段地翻动，使其充分的混合，达到较高的均匀度。
当天然矿物或工业废渣作为水泥混合材添加时，粉磨作用不仅作用于水泥熟料，也作用于这些天然矿物或工业废渣。
在这种情况下，天然矿物或工业废渣被磨细，提高了表面能，对改善其活性有着积极的作用，与此同时，也带来了两方面的负面影响，一是粉磨作用在增大表面能的同时也破坏了原有的颗粒形态。
对于一些球形颗粒，它们在新拌浆体中表现出较好的润滑作用。
球形颗粒的形态被打破，润滑作用也随之丧失。
二是几种物性不一样的物料共同粉磨易导致水泥颗粒的不合理级配，对于一些易磨性较差的天然矿物或工业废渣，如矿渣，当与水泥熟料一起粉磨时，矿渣很难被磨细，水泥的细度实际上是通过水泥熟料的过细粉磨来保证的。
因此，在矿渣水泥中，实际的颗粒分布是有非常细的水泥熟料颗粒与较粗的矿渣颗粒组成。
矿渣掺量越大，水泥熟料颗粒的实际细度也越细，这就导致了水泥颗粒分布的不连续性。
这种颗粒分布的不连续性将会影响水泥和灌浆料的许多性能。
最常见的，矿渣水泥的保水性较差，较容易泌水。
不仅矿渣水泥如此，以矿渣作为主要混合材的普通硅酸盐水泥也会在不同程度上表现出这一特征。
矿渣水泥保水性差的缺点除了与矿渣的表面性质有关外，颗粒分布的不连续性也是一个重要的因素。
此外，由于矿渣较粗，影响了矿渣活性的正常发挥，而特别细的水泥熟料颗粒又会导致水泥熟料水化过快，带来早期放热过于集中等问题。
实际上，对于掺入混合材的水泥系统，水泥熟料的水化反应与混合材的反应是不同步的，水泥熟料的水化反应先于混合材的反应，也快于混合材的反应。
颗粒分布的这种不连续性加大了这一差距，使得水泥形成一个早期过于集中的反应过程和以后的缓慢反应过程。
而早期过于集中的反应过程有可能带来新拌灌浆料的坍落度损失较大。
从水泥灌浆料的性能来说i，水泥应该保持一个较均匀连续的水化反应过程，而颗粒分布的不连续性影响水泥水化过程的均匀性。
天然矿物或工业废渣作为矿物外加剂使用时不经过与水泥熟料一起粉磨的过程，因此，水泥与矿物外加剂这些粉料没有一个预均匀的过程，遇氺时，这些粉状物料将结团，影响了各种物料在灌浆料中的均匀分布。
前面已经谈到，在掺入天然矿物或工业废渣的水泥系统中存在着水泥熟料的水化反应和一些火山灰材料的火山灰反应，而且这两类反应之间存在着相互的作用，粉状物料的不均匀分布则会影响到这种相互作用。
水泥混合材优化组合方法的研究【来源：吉林建筑工程学院】【2009年06月09日】1 引言水泥中掺加两种或多种混合材,可不同程度地提高水泥的力学强度和混合材掺量,并已在很多水泥厂中得到了应用。
然而,同一种混合材与不同种类的其它混合材搭配组合进行复掺,其水泥具有极不相同的强度效应。
采用最佳的混合材组合方式,不仅能够最大幅度地提高水泥强度,而且可以更多地利用廉价混合材和增加混合材掺量。
为此,笔者对各类混合材的最佳组合方式和作用效果进行了多年的试验和研究,并对其增强机理进行了分析和探讨。
2 混合材的分类及化学成分2.1 分类方法随着水泥品种的增加,可用作水泥混合材的种类越来越多。
为了便于生产上的应用,笔者基于混合材的传统分类方法,将其作了进一步的分类。
分类的依据主要是根据国内外著名学者对水泥水化机理的基本看法,即水泥水化的驱动力之一是酸碱反应的观点〔1〕同时参照路用石料的化学分类方法〔2〕(根据石料的酸碱性对其与沥青粘附性的影响,而将石料按SiO2含量范围即本文所采用的范围划分为酸、中、碱性三类),将混合材不仅按传统的分类方法分为活性和惰性两类,在此基础上又将其按化学成分进一步划分为酸性、中性和碱性三类,与之相对应的SiO2含量分别为>65%、52%～65%和<52%。
因此,水泥厂常用的各种混合材可归纳为以下三大类:(1)碱性活性混合材：如矿渣、增钙液态渣等。
(2)酸性及中性活性混合材:如沸石、火山渣、粉煤灰、沸腾炉灰、煤矸石等等。
(3)碱性及中性惰性混合材:如石灰石、硅灰石尾矿等等。
应当指出:上述各类混合材酸碱性的划分虽然均以SiO2含量为依据,但实际上SiO2含量相同的混合材酸碱性并非完全相同。
比如:碱性活性混合材中SiO2含量既包括了活性SiO2,也包括了惰性SiO2;而碱性惰性混合材中SiO2含量主要为惰性SiO2。
本文暂时仍按上述范围划分混合材的酸碱性类别,同时按国家现有标准划分其活性和惰性的类别。
更准确地划分混合材的酸碱性待以后进一步研究。
2.2 试验用混合材的化学成分试验用的混合材,在以上三种类型中选择了六种比较有代表性的常用混合材,其化学成分列于表1。
表1 试验用混合材的化学成分(%)3 混合材的类别及组合方式对水泥强度的影响针对不同酸碱性及活性的三类常用混合材,笔者对混合材的性质及其互相搭配对水泥强度的影响进行了试验,见表2。
通过试验可以发现,不同性质的各类混合材对水泥早期强度和后期强度的影响截然不同,各有其特殊的规律。
其中,碱性及中性惰性混合材对提高水泥的3d和7d强度有类似的效果;酸性及中性活性混合材对提高水泥的28d强度有共同的趋势;而碱性活性混合材对水泥各龄期强度的作用效果介于以上两类之间。
将上述混合材中酸碱性及活性差别均较大的种类合理搭配进行复掺,能够使各类混合材的作用优势得到均衡有效地发挥,达到强度互补的最佳组合方式。
从而使水泥的早期强度和后期强度同时得到较大幅度的提高。
如表2所示,从第一组试验数据中可以清楚地看到:利用沸石和粉煤灰分别与硅灰石尾矿相搭配,混合材总掺加量为15%时,水泥的3d和7d抗压强度均高于单掺沸石或粉煤灰的水泥。
这种情况在混合材掺量较高时(30%以上),效果更加显著。
见表2中第三、四组以及第五组中序号1和序号3的试验数据:沸石和沸腾炉灰分别与石灰石复掺,以及矿渣、沸石和石灰石三者同掺,在混合材总量增加5%的情况下,水泥的3d和7d抗压强度仍明显高于单掺沸石、沸腾炉灰和矿渣的水泥,28d强度也各有不同程度的提高或基本相等。
表2中的第二组试验数据,表明了石灰石与硅灰石尾矿对水泥强度的作用效果基本相似。
两者分别与矿渣搭配进行复掺,在混合材总量增加3%的情况下,均可显著提高水泥的3d和7d 强度,而使28d强度有所降低。
第五组试验序号1和序号2,则表明了沸石和矿渣复掺的效果与石灰石或硅灰石的作用恰好相反。
在混合材总量增加5%的情况下,尚可使水泥的28d抗压强度有所提高,而3d和7d强度却明显下降。
从表2中第一、二、五组试验数据还可以看到:采用两种性质相近的同类混合材,以及虽然不是同类但其活性或酸碱性相差不大的混合材进行搭配,与不同类别且活性和酸碱性均差别较大的混合材进行搭配相比较,效果相差甚远。
如属于同一类别的沸石与粉煤灰相搭配的情况(第一组试验序号5),水泥各龄期强度均低于沸石与硅灰石尾矿复掺的情况(第一组试验序号2)。
又如活性差别较大但碱性相近的矿渣与石灰石,以及酸碱性差别较大但活性相近的矿渣与沸石相搭配的情况(第二组序号2和第五组序号2),虽然与单掺矿渣相比,水泥的某龄期强度可有所改善,但均不能使水泥的3d、7d、28d强度同时得到提高;与矿渣、沸石和石灰石三者同掺的情况(第五组试验序号3)相比,仍有明显差距。
4 各类混合材的优化组合方法根据上述试验结果和分析,可以得出如下规律:(1) 提高水泥早期(3d、7d)强度的有利条件是:混合材的碱性和惰性同时具备；提高水泥后期（28d）强度的有利条件是：混合材的酸性与活性同时具备。
(2) 不同类别混合材的优化组合方法应以其酸性和碱性、活性与惰性的合理搭配为基础，相组合的各类混合材性质差别越大，越有利于取其优势，补其不足。
(3) 采用最佳的混合材组合方式，不仅能够使水泥的早期强度的后期强度均有提高，而且可以较多地利用廉价混合材和增加混合材掺量。
5 水泥混合材优化组合提高水泥强度的作用机理分析水泥混合材的优化组合,即混合材的酸性和碱性、活性与惰性的合理搭配,对水泥具有优良的增强效果。
从理论上讲,其增强作用主要有以下两方面。
5.1 活性混合材中酸性氧化物与水泥中碱性水化物化合效应在水泥中有沸石或粉煤灰等活性SiO2含量较多的混合材存在情况下,它可以与水泥水化析出的大量Ca(OH)2发生化合反应。
由于Ca(OH)2是一种六角片状结晶体,其层与层之间靠分子键结合,粘结强度甚低。
当它与混合材中的活性SiO2反应后,本身含量减少,并形成相应的纤维状水化硅酸钙凝胶,使水泥石结构更加密实和牢固。
但因该项反应是在水泥熟料逐步水化后析出Ca(OH)2的条件下进行的,常温下反应速度较慢。