煤矸石用作水泥混合材时，其强度接近水泥石强度。研究发现，煤矸石的TiO2含量较高，D50+值为5-6mm，D50-值为6-8mm，这些参数与3天强度较高的区域相吻合；另一个D50+值为10-12mm，D50-值为2-1mm，这与28天抗折强度吻合，表明水泥-煤矸石体系的物理、化学作用对28天抗压强度的贡献相当。
化学激活研究中，通过加入少量激发剂，使煤矸石与水泥水化产物发生二次反应。水泥熟料水化产生的Ca(OH)2在激发剂存在下与煤矸石中的活性SiO2和Al2O3发生二次反应，形成稳定的不溶于水的水化硅酸钙和水化铝酸钙凝胶。二次水化产物交叉、联生并相互填充，使水化产物的孔隙率减少，后期强度增加。
化学激活试验中，掺用30%的混合材，具体配方见表7。试验用矸石是经900℃煅烧2小时后的自然冷却样。各配方按国标GB/T17671-1999进行胶砂强度试验，结果见表8。表8显示，各种配方的强度几乎都有提高，3天抗折强度差别较大，B组强度比达到了0.97，接近纯水泥强度；而E组配方还低于未掺激活剂的A组煤矸石强度。3天抗压强度的规律与抗折强度相似，B组仍是最佳配方，而E组最差，但抗压提高的没有抗折那么大。
从28天抗折强度看，B组强度比达到0.96，同时C组也达到了0.95，这说明两种配方在此强度指标上是最佳的，而E组仍没超过A组。在28天抗压强度上，各配方均比未掺任何激活剂A组的煤矸石强度高，但差别不大。整体数据表明，以上配方除E组外，均表现为抗折强度提高大于抗压强度提高，说明激活剂对抗折强度贡献较对抗压强度贡献更明显。
综合比较各配方，B、C、F组整体效果较好，因为B组中在四个强度比指标中，占了3个第一，C组则占了3个第二，F组则占了1个第一，1个第二。在B、C组配方中，磨细钙质粉料具有相当大的活性，在有石膏存在时，增加了生成水化硫铝酸钙的数量表现出宏观的活性。而在磨细硅质粉料存在下，增加了活性硅酸盐的含量，并且细度很大也起到了化学、物理等作用，提高了强度。F组中的超细工业飞灰，对填充密实水泥石中的毛细孔起到积极作用，同时自制激发剂有促进煤矸石中活性物质的反应，因而强度提高。
煤矸石的活化，通常要将热激活、物理激活、化学激活等手段同时使用，才能取得良好的效果。热激活不仅要考虑煅烧温度、煅烧时间、冷却方式，还应考虑煅烧中的物料状态、通风情况等。物理激活不能只强调磨细程度，应该重视颗粒群特征和颗粒搭配情况。这些激活方法所起到的作用不是绝对独立的。例如，在化学激活中添加的激活剂，有的也起物理填充作用，并且有时这种填充作用对强度所起的贡献作用会大于其化学作用。由于煤矸石的成分波动性大，因此对于不同的煤矸石，要通过试验来确定适宜的激活方法。
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