При изготовлении портландцемента стандарт допускает добавку к клинкеру активных минеральных (гидравлических) добавок в количестве, определяемом видом портландцемента и качеством добавки. Неотъемлемой частью портландцемента является добавка гипса; получение пластифицированного и гидрофобного портландцемента достигается добавкой поверхностно-активных веществ.

Активные минеральные добавки. Активные минеральные добавки подразделяются на природные и искусственные.

Природные активные минеральные добавки бывают:

• осадочного происхождения, образованные в результате осаждения в водоемах остатков некоторых растений или в результате природного обжига глинистых пород;
• вулканического происхождения, образовавшиеся в результате извержения магмы.

В качестве добавок осадочного происхождения в цементном производстве применяются:

• диатомиты - горные породы, состоящие преимущественно из скопления микроскопических панцирей диатомовых микроорганизмов и содержащие главным образом кремнезем в аморфном состоянии;

• трепелы - горные породы, состоящие из микроскопических округлых зерен и содержащие, главным образом, аморфный кремнезем. Трепелы и диатомиты по своим физическим свойствам сходны с глинами: они пластичны, вязки и легко распускаются в воде;

• опоки - уплотненные диатомиты и трепелы;

• глиежи - горные породы, образовавшиеся в результате природного обжига глины при подземных пожарах в угольных пластах.

Добавками вулканического происхождения являются:

• пеплы вулканические - представляющие собой рыхлые продукты извержения вулканов и содержащие в основном алюмосиликаты;

• туфы вулканические - уплотненные и сцементированные (склеенные) застывшей магмой вулканические пеплы;

• трассы љ-видоизмененные разновидности вулканических туфов;

• пемза - камневидные породы, характеризирующиеся пористым губчатым строением.

Назначение активных минеральных добавок в портландцементе состоит в том, чтобы связать в нерастворимые в воде соединения свободный гидрат окиси кальция, выделяющийся при твердении цемента. В соответствии с этим основным показателем качества гидравлической добавки является способность ее связывать Са(ОН)₂. Эта способность добавки характеризуется ее активностью.

За показатель активности гидравлической добавки, принимается количество извести в миллиграммах, поглощаемой из известкового раствора 1 г добавки в течение 30 сут. Различные добавки, применяемые для портландцемента, должны иметь активность не ниже следующей в мг СаО/г.

Диатомиты, трепелы, опоки..................150
Глиежи.................................................30
Вулканические пеплы и туфы, пемза ... 50
Трассы................................................ 60

Методика определения активности добавок и технические требования к ним приведены в ГОСТ 6269-63.

В качестве искусственных активных минеральных добавок используют:

• доменные гранулированные шлаки, которые состоят в основном из CaO, SiO₂, A1₂O₃ и MgO;

• кремнеземистые отходы - вещества, богатые активным кремнеземом, получаемые при извлечении глинозема, из глины при производстве алюминия (сиштоф);

• топливные золы и шлаки - остаточный продукт, образующийся при определенном температурном режиме сжигания некоторых видов топлива; он состоит из кислотных окислов (кремнезема, глинозема);

• обожженные глины - продукт искусственного обжига глинистых пород, а также самовозгорающиеся в отвалах пустые шахтные породы (глинистые и углекислые сланцы).

Оценка качества искусственных активных минеральных добавок, за исключением доменных шлаков, производится так же, как и природных - по величине активности, которая должна быть не ниже следующей (ГОСТ 6269.63)]в мг СаО/г:

Кремнеземистые отходы................................... 200
Обожженные глины, топливные золы и шлаки .....50

Кроме того, содержание в добавках ангидрида серной кислоты (SO₃) должно быть не более 3% и содержание несгоревших частиц топлива в топливных шлаках и золах не более 15%.

Среди разнообразных искусственных добавок больше всего применяют доменные гранулированные шлаки. В зависимости от химического состава они подразделяются на основные и кислые. Основные шлаки подразделяются на три сорта, кислые - на два сорта и и две группы 2-го сорта.

Основными показателями качества доменных гранулированных шлаков для их разделения на сорта является модуль основности Мо и модуль активности М а.

Модуль основности равен отношению суммы основных окислов (CaO + MgO) к сумме кислотных (SiO₂ + А1₂О₃)
Мо = %CaO + %MgO %SiO₂ + %А1₂О₃

Шлаки относятся к основным, если Мо больше или равен 1; при Л1. меньше 1 шлаки относятся к кислым.