高炉矿渣是炼铁过程中产生的一种工业废渣，每年的排放量上亿吨，其中大多数为高炉矿渣，目前除了东部沿海和一些交通便利地区的矿渣得到一定程度的利用以外，我国西部以及一些较偏远地区的矿渣仍然存在大量堆存的现象，潜在的资源浪费和不合理利用的现象仍然比较严重。为了使这些矿渣得到高附加值的利用，同时为了给矿山充填提供一种生态胶凝材料，本文拟用高炉矿渣为主要原料，采用不同的方法来活化矿渣，筛选出高效的活化剂，制备矿山充填用胶凝材料，并通过不同的分析测试手段研究其水化反应机理。　　本文采用活化指数测定的方法，研究了细度和成分对矿渣活性的影响，结果表明细度和成分是影响矿渣活性的主要因素。矿渣细度变细，活化指数会明显增大，特别是对于早期和中期，比表面积由300m2/kg增加到700m2/kg时，活化指数提高约为原来的2倍。成分对矿渣活性也有一定的影响，但其影响程度要低于细度对矿渣活性的影响;CaO为矿渣活性的主要来源，但是CaO含量过高会对其活性产生不利影响;矿渣中的Al2O3、MgO是有利组分，其含量越高，对矿渣的活性越有利;SiO2是矿渣水化反应中必不可少的物质，但其对矿渣活性的影响程度较低。　　通过对矿渣采用不同的激发活化方法，制备出了具有早强性能的胶凝材料。活化试验结果表明，熟料是矿渣有效的碱性激发剂，在其掺量为矿渣质量的20％时激发效果最佳;石膏的加入可以显著的提高矿渣熟料体系的早期性能，不同种类的石膏活化效果各不相同，硬石膏要比其它种类的石膏具有更好的活化效果，其适宜掺量为10％～15％，在此基础上获得第一种早强型胶凝材料的最佳配方:矿渣∶熟料∶石膏=70∶17.5∶12.5;在以上配方基础上，添加少量碳酸钠、氯化钙、工业盐、石灰、硫酸钠、氢氧化钠、三乙醇胺均可以起到进一步的早强作用，但是早强效果各不相同，效果最佳的为工业盐，其最佳掺量为3％，在此基础上获得第二种早强型胶凝材料的最佳配方:矿渣∶熟料∶石膏∶工业盐=74∶18∶5∶3，这两种胶凝材料各龄期的抗压强度均明显高于普通32.5硅酸盐水泥。　　借助XRD、TG-DTA、SEM-EDS等分析手段，对普通硅酸盐水泥和所制备矿渣胶凝材料不同龄期的水化产物以及变化规律进行系统研究。结果表明，普通硅酸盐水泥水化产物中含有大量的结晶物质，隐晶质主要以水化硅酸钙凝胶CSH、水化硅酸二钙凝胶C2SH和水化铝酸钙凝胶C4AH为主;而采用熟料活化矿渣所制备出的矿渣基胶凝材料，其水化产物所含结晶物质的量较少，以隐晶质为主，主要成分为水化硅酸钙凝胶CSH和水化铝酸钙凝胶C3AH，在早强型的矿渣胶凝材料中则检测到了许多钙矾石和水铝钙石的存在。　　通过将所制备的早强型胶凝材料在不同灰砂比，不同浓度的条件下胶结不同种类和不同粒度的骨料，结果表明其对不同种类和粒度的骨料均具有较好的适应性。在尾矿浓度70％、灰砂比1∶8条件下胶结诺普尾砂、莱芜尾砂，所得试体3天单轴抗压强度分别达1.09 Mpa和0.92MPa，远高于矿山充填所需的3天抗压强度为0.2MPa的要求。