硅酸盐水泥是建筑工程中不可或缺的建筑材料,其用量之大,使之成为人类使用量最大的人工材料。然而,硅酸盐水泥本身存在着固有的不足。一方面是能源与资源消耗大,污染大。我国的水泥年产量约13.6亿t,其中水泥熟料生产量8亿多吨。按水泥熟料生产量计算,我国每年消耗在水泥生产上的石灰石为9.2亿t、优质煤炭为1.01亿t。另一方面,在熟料的煅烧过程中,因石灰石分解和燃料燃烧释放出大量的CO2,以及SO2、NOx等有毒气体,导致了严重的环境污染,尤其是巨大的CO2排放量在不断加剧地球的温室效应。因此,研究胶凝材料制备的新原理,加强工业废渣的利用研究,是一项既具有科学意义,又具有实际意义的工作。矿渣粉是一种绿色环保建筑材料,生产矿渣粉的原材料“矿渣”为炼铁过程的副产品,其生产过程中所产生的碳排放量仅为普通硅酸盐水泥的5%~10%。按等量取代方式用于水泥或混凝土中可有效降低水泥或低碳混凝土的碳足迹(carbon footprint)——也称“隐含碳”。世界发达国家从50年代开始把目光转向混合水泥的研究上。在水泥熟料中掺合高炉矿渣粉,即用矿渣粉取代部分熟料,所谓的矿渣硅酸盐水泥,以缓解日趋增加的资源和能源的需求量。这种水泥具有长期强度高、水化热小、耐久性强等特点,不但减少了水泥熟料的用量,而且相应地降低了CO2的排放量。但是,掺量超过一定范围时就会出现早期强度低、收缩性大等技术问题,因而限制了矿渣粉的大量使用。目前,国内外混合水泥中混合料的掺量一般为30%~70%,而实际上掺加量一般小于50%,因此大掺量高细矿渣的无熟料矿渣水泥应运而生,成为近几年新品种水泥中研究的重点之一。无熟料矿渣水泥主要是利用各种激发剂来激发矿粉的活性,从而达到大量取代硅酸盐熟料的目的。高炉矿渣约占水泥质量的70%~90%,不仅大量节约资源和能源,还能大大降低二氧化碳排放量和生产成本。