Активными минеральными добавками называют природные или искусственные вещества, которые при смешивании и тонкоизмельченном виде с воздушной известью и затворении водой образуют тесто, способное после твердения на воздухе продолжать твердеть и под водой.

Активные минеральные добавки (называемые иначе гидравлическими добавками) содержат диоксид кремния в аморфном, а следовательно, в химически активном состоянии и способны поэтому взаимодействовать с гидроксидом кальция, образуя гидросиликаты кальция.

Активные минеральные добавки могут быть природными (естественными) и искусственными. В качестве природных активных добавок широко используют горные породы (диатомит, трепел, опоку, горелые глинистые породы – глиежи), а также породы вулканического происхождения (вулканический пепел, туф, пемзу, витрофир, трасс).

Искусственные активные минеральные добавки представляют собой побочные продукты и отходы промышленности.

Пуццолановый портландцемент изготовляют путем совместно­го помола клинкера и активной минеральной добавки с необходимым количеством гипса. Добавок осадочного происхождения (диатомита, трепела, опоки) должно быть не менее 20 % и не более 30 %, а вулканических добавок (пемзы, туфа), а также глиежа или топливной золы – не менее 25 % и не более 40 %. Активная минеральная добавка вна­чале адсорбирует, а затем, химически связывает гидроксид кальция, образующийся при взаимодействии алита с водой:

mCa(OH)₂ +SiO_2акт+nH₂O (0,8-1,5)CaO∙SiO₂∙pH₂O

В результате этого процесса, происходящего во влажных условиях и при положительной температуре, растворимый гидроксид кальция связывается в практически нерастворимый гидросиликат кальция. Вследствие этого значительно возрастает стойкость бетона в отношении выщелачивания Са(ОН)₂. Пуццолановый портландцемент следует применять для бетонов, постоянно находящихся во влажных условиях (подводные и подземные части сооружений). На воздухе бетон на пуццолановом портландцементе дает большую усадку и в сухих условиях частично теряет прочность, что объясняется «выветриванием» воды из гидратных соединений. Кроме того, бетоны на этом цементе имеют низкую морозостойкость и не годятся для сооружений, подвергающихся замораживанию и оттаиванию. Пуццолановый портландцемент твердеет в нормальных условиях медленнее, чем портландцемент. Поэтому его не следует применять при зимних бетонных работах.

Пуццолановый портландцемент обладает сравнительно небольшим тепловыделением и часто применяется для бетонов внутренних частей массивных сооружений (плотин, шлюзов и т.п.). Выпускается М300 и М400.

Шлакопортландцемент – гидравлическое вяжущее вещество, твердеющее в воде и на воздухе. Он получается путем совместного тонкого помола клинкера и гранулированного доменного (или электротермофосфорного) шлака с необходимым количеством гипса. Допускается раздельный помол компонентов и их последующее смешение. Количество доменного шлака в шлакопортландцементе должно быть не менее 21 % и не более 80 % (от массы цемента). Допускается замена до 10 % шлака трепелом или другой активной добавкой.

Доменные шлаки по своему химическому составу напоминают цементный клинкер. В них преобладают оксиды (%): 30-50 СаО; 28-30 SiO₂; 8-24 А1₂О₃; 1-3 МnО; 1-18 MgO, общее содержание которых достигает 90-95 %. Гидравлическая активность шлаков характеризу­ется коэффициентом качества:

Незначительное содержание в цементном камне Са(ОН)₂ повышает стойкость шлакопортландцемента в мягких и сульфатных водах по сравнению с портландцементом. Тепловыделение при твердении Шлакопортландцемента в 2-2,5 раза меньше, чем у портландцемента, поэтому он является самым подходящим цементом для бетона массивных конструкций. Шлакопортландцемент выгодно отличается от пуццоланового портландцемента умеренной водопотребностью, более высокой воздухостойкостью и морозостойкостью. Он успешно применяется как для надземных, так и подземных и подводных частей сооружений. Стоимость его на 15-20 % ниже стоимости портландцемента.

Жаростойкость шлакопортландцемента значительно выше, чем у портландцемента, поэтому он широко используется для изготовления жаростойких бетонов. Однако шлакопортландцементу присущ тот же недостаток, что и пуццолановому портландцементу – он медленно набирает прочность в первое время твердения, в особенности при пониженных температурах. Этот недостаток устраняется в быстротвердеющем шлакопортландцементе, который обладает более интенсивным нарастанием прочности, чем обычный шлакопортландцемент. Обычный шлакопортландцемент имеет марки: 300, 400 и 500.

Быстротвердеющий шлакопортландцемент М400 за 3 сут. твердения должен приобрести прочность при сжатии не менее 20 МПа, при изгибе – не менее 3,5 МПа. Этот вид цемента эффективно применять в производстве бетонных и железобетонных изделий, изготовляемых с применением тепловлажностной обработки.

Гипсоцементнопуццолановые вяжущие (ГЦПВ) получают, смешивая полуводный гипс (50-75 %), портландцемент (15-25 %) и активную минеральную добавку (10-25 %) по массе – трепел, диатомит и т.п. Эти вяжущие относят к числу гидравлических и применяют в заводском производстве санитарно-технических кабин, стеновых панелей и других конструкций.