传统水泥胶结混凝土充填材料中所用水泥一般为425普通硅酸盐水泥,用量为150~300kg/m3，水灰比约1.2~1.3,28d混凝土抗压强度5.0~10.0MPa，水泥在胶结充填成本中占30%~60%。

因此，降低胶结充填成本的主要途径之一是寻找水泥替代品，减少甚至取消充填料浆中的水泥用量。

高炉渣是生铁冶炼的副产品。矿渣的活性主要取决于其结构，粗略地认为是结晶相和玻璃相的聚合物。矿渣的玻璃相是其活性组分，结晶相是其惰性组分。因此，矿渣中玻璃相含量越高，其活性越高。我国大多数矿渣的玻璃体含量在80%以上，CaO/SiO2比值在1.0左右，表明高炉渣是水泥的良好替代品。

粉煤灰是火电厂排放的工业废渣。它是具有一定细度的煤粉，悬浮在煤粉炉中，在1200~1500摄氏度的高温下燃烧。原煤中含有的其他粘土矿物经历分解、氧化、熔融等变化。在表面张力的作用下，形成微小的液滴。出炉时，迅速冷却形成粒径为1~50微米的微小球形颗粒。然后，与未燃烧的颗粒一起。大部分飞灰为玻璃相，少量未燃碳和一些晶体矿物，晶体矿物主要是应时和莫来石。粉煤灰中CaO/SiO2比值约为0.1，这是粉煤灰活性远小于矿渣活性的主要原因。目前，粉煤灰可以部分替代水泥填充胶凝材料。在加拿大的充填开采中，粉煤灰的含量达到了60%，成为加拿大矿山的一种低成本充填胶结材料。

在芬兰奥托昆普公司拥有的维汉蒂和其他矿山，90%的波特兰水泥已被高炉矿渣取代，70%在其他情况下被粉煤灰取代。加拿大Kidd Creek矿的试验和应用表明，高炉矿渣或粉煤灰至少可以替代30%~60%的普通硅酸盐水泥。中国长沙矿业研究院与山东铝业公司合作直接利用氧化铝生产废弃物& mdash& mdash加入适量赤泥粉煤灰和少量活性激发剂，配制成浓度约为60%的充填料浆，加压泵送到充填采场，获得质量良好的充填体。直接填充成本每立方米不到40元，其中原材料成本每立方米仅9元。与传统胶结充填相比，原材料成本仅为水泥胶结充填的1/5~1/10，充填成本仅为同强度水泥胶结充填的1/2~1/3。大量试验表明，无水泥胶结充填是完全可行的，其经济效益和社会效益十分显著。

张屯铁矿用高炉渣细磨产品代替部分水泥后，大大降低了胶结充填的生产成本。附近铁厂的高炉渣由自卸汽车运至矿山的渣仓，体积为24立方米。然后由振动给料机均匀卸入皮带机，由微电脑多功能电子皮带秤自动计量，再加水入球磨机细磨；控制模块的细度为-0.074mm，占比60%以上。磨细的水渣由两根100mm的管道(由管夹阀控制，一开一备)分配到双轴搅拌机，与尾矿和水泥混合制成浆液，送至井下采矿空区进行胶结充填。选矿厂的尾矿浆分两个阶段脱水，得到含水量约为20%的湿尾矿。通过双轴搅拌机和高速搅拌机的两级强力机械(活化)搅拌，将全尾砂与水泥、磨细水渣和水按1:1的比例混合，制成70%左右的高浓度均质胶结充填材料，通过管道自流输送充填到采矿空区，形成一个直立性和完整性良好的充填体。充填体的强度达到了各项技术参数规定的要求，能够满足后采矿房矿柱的要求。该矿生产能力为50万吨/年。由于使用了高炉矿渣，每年节约水泥用量1.44万吨。

高炉渣和粉煤灰是工业生产中的废弃物。如果不能有效利用，它们很容易被丢弃并破坏环境。因此，在研究并成功试验了高炉渣和粉煤灰可以作为水泥的替代品后，这些问题将得到解决。