《水泥与混凝土工艺原理》-1.绪论2.1

民用建筑海港大坝大桥国防设施公路核电站工业建筑

这些建筑能离开水泥吗？

这些建筑所用水泥一样吗？

水泥是如何生产出来的？有那些品种？如何选择？第一章绪论一、水泥的起源与创造二、水泥的定义和分类三、通用水泥的主要工艺过程四、水泥工业的开展概况古埃及的金字塔、中国的古长城，福建永定土楼所使用的建筑材料。石块、砖块、土是用什么材料粘结的1.1水泥的起源与创造1.1水泥的起源与创造水泥：起源于胶凝材料。胶凝材料定义：指在物理、化学作用下，能从浆体变成巩固的石状体，并能胶结其他物料而具有一定机械强度的物质，又称胶结料。胶凝材料定义与分类水泥：起源于胶凝材料。胶凝材料分类：无机胶凝材料有机胶凝材料气硬性－－石灰、石膏水硬性－－各种水泥－－沥青、树脂、橡胶拌水后只能在空气中硬化拌水后既能在空气中硬化又能在水中硬化胶凝材料的开展简史阶段时间胶凝材料天然黏土时期新石器时代距今约4000—10000年天然黏土泥巴墙不抗水强度低胶凝材料的开展简史阶段时间胶凝材料天然黏土时期新石器时代距今约4000—10000年天然黏土石膏一石灰时期公元前2000—3000年石灰、石膏石块、砖用石灰粘结人们发现石灰岩在火中煅烧脱水、在雨中胶结产生胶凝性，因而可用来调制砌筑砂浆。石灰为何能产生胶凝性？胶凝材料的开展简史阶段时间胶凝材料天然黏土时期新石器时代距今约4000—10000年天然黏土石膏一石灰时期公元前2000—3000年石灰、石膏石灰一火山灰时期公元初至18世纪石灰、火山灰在石灰中掺加某些火山灰沉积物，不仅强度提高，而且还具有一定的抗水性。为何？

胶凝材料的开展简史阶段时间胶凝材料天然黏土时期新石器时代距今约4000—10000年天然黏土石膏一石灰时期公元前2000—3000年石灰、石膏石灰一火山灰时期公元初至18世纪石灰、火山灰天然水泥时期18世纪下半叶天然水泥石灰被人们用了数千年，一直到史密顿遇上了“倒霉事”为止，发现了天然水泥。胶凝材料的开展简史阶段时间胶凝材料天然黏土时期新石器时代距今约4000—10000年天然黏土石膏一石灰时期公元前2000—3000年石灰、石膏石灰一火山灰时期公元初至18世纪石灰、火山灰天然水泥时期18世纪下半叶天然水泥硅酸盐水泥时期19世纪初硅酸盐水泥

水泥的发明胶凝材料的开展简史阶段时间胶凝材料天然黏土时期新石器时代距今约4000—10000年天然黏土石膏一石灰时期公元前2000—3000年石灰、石膏石灰一火山灰时期公元初至18世纪石灰、火山灰天然水泥时期18世纪下半叶天然水泥硅酸盐水泥时期19世纪初硅酸盐水泥多品种水泥时期20世纪至今各种水泥1.2水泥的定义和分类GB/T4131-1997水泥的命名、定义和术语：本标准规定了水泥命名的一般原那么、主要水泥产品的定义及有关术语的涵义等。1．定义：加水拌和成塑性浆体，能胶结砂、石等适当材料并能在空气和水中硬化的粉状水硬性胶凝材料。1.2水泥的定义和分类2、分类通用水泥专用水泥特性水泥按用途和性能分类一般土木建筑工程上使用水泥。以水泥的主要水硬性矿物名称冠以混合材料名称或其他适当名称命名。

2008年6月1日实施的新标准，通称六大(通用)水泥。硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥。

P8－－七大品种(1)1.2水泥的定义和分类2、分类通用水泥专用水泥特性水泥按用途和性能分类有专门用途的水泥。以专门用途命名，并可冠以不同型号。如A级油井水泥(可泵性好、凝结硬化快及早期强度高的特点，高压井效果好)、G级油井水泥(根本油井水泥，能与多种外加剂配合，能适应较大的井深和温度变化范围)、彩色水泥、道路硅酸盐水泥等。有某种特殊性能的水泥。以水泥的主要水硬性矿物名称冠以水泥的主要特性命名。如快硬硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥等。(1)一般土木建筑工程上使用水泥。1.2水泥的定义和分类2、分类通用水泥专用水泥特性水泥按用途和性能分类有专门用途的水泥。

有某种特殊性能的水泥。(1)一般土木建筑工程上使用水泥。特种水泥目前我国特种水泥已开展到6大体系，7个大类，共70多个品种。我国水泥品种开发和研制已跨入世界先进行列。1.2水泥的定义和分类2、分类硅酸盐铝酸盐硫铝酸盐铁铝酸盐氟铝酸盐其他按水泥主要水硬性物质所属体系分类

(2)以火山灰性或潜在水硬性材料以及其他活性材料为主要组分的水泥。1.2水泥的定义和分类国外性能各异的特种水泥1.弹力水泥

英国牛津大学研制成功的这种水泥，系在生产流程中减少水泥的含水量，并参加一种聚合物，使其强度比普通水泥高10倍，而且具有柔韧性。使用这种水泥时，可像面团一样随意拉长、卷叠、挤压，或者注入预先做好的模具内，制成各种水泥制品，而且可大大节约原材料。用这种水泥的净浆可制备弹簧、棒、管、盘和唱片等……

1.2水泥的定义和分类国外性能各异的特种水泥2.变色水泥

国外在白色水泥中参加二氧化钴，制成一种能随空气含水量多少而变色的水泥。由于它可预报天气、湿度的变化，故又称为气象水泥。1.2水泥的定义和分类国外性能各异的特种水泥3.木质水泥

由瑞典研制。是在水泥中参加粒径为300微米的聚合物制成。使用中除有普通水泥的特点外，其制品还能像木材一样锯切、钉割和开螺孔，并具有良好的隔音和防火性能。1.2水泥的定义和分类国外性能各异的特种水泥4.夜光水泥

国外研究出一种夜光水泥。多用于在公路上标划车道、人行道线和各种路面标志等，可贮存白天的日光及来往车辆的灯光，夜晚时闪闪发光，构成“夜光公路”，给城市夜色增添荣耀，方便夜行车辆。

1.2水泥的定义和分类国外性能各异的特种水泥

5.贮热水泥

这是一种多孔泡沫水泥，具有重量特轻、比重小于水、强度很高等特点。在高层建筑中使用它无需打桩，利于加快建设进度，并可在白天贮存太阳光的热量，晚上再慢慢地放出热量，因而是一种建造太阳能房屋的材料。

1.2水泥的定义和分类国外性能各异的特种水泥6.自愈水泥

自愈水泥内掺一些粘性流体并山一些多孔的纤维包裹，一旦水泥裂缝，纤维外包装也破裂，将混合物放出，填补裂缝。该水泥还包含一种防护性药剂，因为用来回固的钢筋会由于盐分和污水的腐蚀而生锈。用这种纤维将钢筋包起来，可防止砼中的钢筋腐蚀。这种水泥可应用于重点工程，因具只产生微小裂缝，可防止更大的灾害性断裂，在应用中可提高建筑物的平安系数。

1.2水泥的定义和分类国外性能各异的特种水泥

7.自找平水泥

这种水泥是将共聚物乳液、水泥和水混介而成，共聚物是在存在非离子或阳离子表而活性剂的条件下，由烯类不饱和单体与酸加成物共聚合而成。将上述共聚物乳液167份、水泥100份和水100份混均后即成聚合物水泥。这种水泥自行流动性好、凝固快，涂层具有柔软性等优点。可用喷涂方法喷涂在混凝土楼板上，涂层能自找平，形成平整的地面涂层。1.3通用水泥的主要工艺过程四大根底工程材料：水泥、钢材、木材、塑料现虽有许多新的胶凝材料出现，尚无任何一种材料可以取代水泥作为根底工程材料的地位。一、生产过程：“两磨一烧”生料制备：熟料煅烧：水泥制成：1.3通用水泥的主要工艺过程五、通用水泥生产的主要工艺过程(书P13)1-1石灰石矿山1-2石灰石矿山开采设备2、破碎机3、皮带机长距离输送石灰石4-1石灰石矩形预均化堆场4-3煤预均化堆场4-2圆形预均化堆场5、生料磨(立磨)7、悬浮预热器、分解炉6、高压静电除尘器生料均化8-1、回转窑8-2、喷煤管9、水平推动篦式冷却机10、熟料库11、水泥磨12、水泥库13-1、水泥包装13-2、水泥散装专用码头13-4水泥散装库汽车发运13-3成品库、火车发运新型干法回转窑生产工艺流程间歇式土窑〔后开展成土立窑〕1877年：回转窑1905年：湿法回转窑1910年：机械化立窑1928年：立波尔窑1950年：悬浮预热器窑1971年：预分解窑。开展简史1.4水泥工业开展概况干法中空回转窑湿法长窑机械化立窑立波尔窑悬浮预热器窑预分解窑开展趋势：当今世界水泥工业开展的总体趋势是向新型干法水泥生产技术开展，并具有如下特征：水泥装备大型化生产工艺节能化操作管理自动化环保措施生态化山西威顿水泥〔日产熟料1000T〕日产3000吨新型干法水泥生产线都江堰拉法基水泥海螺水泥

5000t/d熟料日产5000T熟料水泥生产线〔1〕、我国水泥工业的开展概况中国第一个水泥厂－－1889年河北唐山细绵土厂〔后改组为启新洋灰公司，现为启新水泥厂〕。改革开放以来，我国水泥工业取得了长足的开展，水泥产量由78年的6524万t，开展到99年的5.73亿t，水泥市场从长期的卖方市场转向买方市场，代表水泥工业技术开展趋势的新型干法生产工艺从几近空白走向日益成熟，但也存在很大问题。我国是世界上最大的水泥生产国，也是世界水泥消费大国，从1985开始，我国总产量一直保持在世界首位，并且多年水泥产量占世界1/3以上。三、中国的水泥工业概况第一个水泥厂———唐山细棉土厂〔后改组为启新洋灰公司，现为启新水泥厂〕1889年建于河北省唐山，并于1892年建成投产。之后，又相继建成了大连、上海、中国、广州等水泥厂。据英文“Cement”的音译据其和水后成泥状物的特性水泥的名称：细棉土士敏土水门汀洋灰水泥我国水泥工业的开展：1889年~1937年：萌芽及早期开展时期1937年~1949年：衰落期1949年后迅速开展目前我国已成为名符其实的水泥生产大国，有庞大的生产企业群体。从1985年起，总产量一直位居世界第一位，当年产量1.45亿吨。2005年为10.60亿吨，占全世界产量的48%。2006年1~11月为10.97亿吨。水泥产量增长图

通过近20年的技术引进与吸收，随着设备国产化程度的提高，使新型干法水泥的建厂投资得到了大幅度的下降，“九五”期末吨水泥投资已由最初的1000多元〔八五期间〕降到300元以下。2000年，海螺集团建设的两条2500t/d熟料生产线相继投产，总投资3.7亿元，吨熟料投资降到247元。产业结构不断调整，自80年代以来，代表着水泥生产最新生产技术的新型干法水泥开始得到了开展，这些企业规模大，自动化水平高，管理先进，但投资非常高，在当时成为制约其开展的瓶颈。目前，新型干法水泥发展已经形成了由政府导向、市场拉动、企业自主发展的良好局面，对促进水泥工业结构调整将起到重要的推动作用。2000年，国家重点支持的十大水泥企业集团产量合计2640万吨，仅占全国水泥总产量的4.4%。到2005年底，这一比例已提高到15%，其中安徽海螺集团产量已超过6200万吨。规模生产

2005年全行业实现利润80.5亿元。按统计口径计算，60万吨规模以上企业效益显著，占全行业的73%，小型企业只占27%。目前日产2000吨新型干法水泥生产技术装备已全部国产化，日产4000吨、5000吨新型干法水泥生产技术装备国产化率到达90%以上，日产8000吨水泥熟料生产线和日产10000吨水泥熟料生产线已经投产装备水平效益增长目前开展途径：大力开展新型干法水泥生产工艺充分利用水泥窑燃烧垃圾技术研究开发与生产高性能水泥沿着绿色水泥工业的道路开展气硬性石灰应用过程原料：石灰岩〔主要成分为碳酸钙CaCO3〕生石灰（CaO）煅烧----一般煅烧温度在1100-1200℃熟石灰（Ca(OH)2

）熟化(消解或淋灰)----加水在空气中硬化结晶、碳化气硬性石灰硬化原因石灰浆体在空气中逐渐硬化，是由下面两个过程同时进行完成的1.结晶作用：游离水分蒸发，氢氧化钙逐渐从饱和溶液中结晶。2.碳化作用：氢氧化钙与空气中的二氧化碳化合生成碳酸钙结晶，释放出水分并被蒸发。碳化作用实际是二氧化碳与水形成碳酸，然后与氢氧化钙反响生成碳酸钙。这个作用不能在没有水分的全干状态下进行。而且，碳化作用在长时间内只限于外表，石灰浆硬化后，是由碳酸钙和氢氧化钙两种不同的晶体组成。石灰浆一般为何掺填充料使用？纯石灰浆一般不单独使用，而掺填充材料使用随着枯燥硬化和碳化硬化的不断进行，Ca(OH)2晶体和CaCO3固体逐渐增加，阻止了水分的蒸发和CO2的进入，从而速度是逐渐减慢的，致使纯石灰浆，在较长时间内经常处于湿润状态，不易硬化，强度，硬度不高，收缩得很慢，所以纯石灰浆不能单独使用，必须掺填充材料，如掺入砂子配成石灰浆使用。掺入砂子减少收缩，更主要的是砂掺入能在石灰浆内形成连通的毛细孔道使内部水分蒸发并进一步碳化，以加速硬化。为了防止收缩裂缝，常加纤维材料，制成石灰麻刀灰，石灰纸筋灰等。石灰+火山灰石灰+火山灰：可提高强度，且具有一定的抗水性在一些火山灰质的混合料中，存在着一定数量的活性二氧化硅、活性氧化铝等活性组分。这些活性组分与氢氧化钙反响，生成水化硅酸钙、水化铝酸钙或水化硫铝酸钙等反响产物----火山灰反响火山爆发时，岩石或岩浆被粉碎成细小颗粒，从而形成火山灰。天然水泥的发现1756年，英国海峡群岛上的一座灯塔，突然失火烧毁了。这真要命，要知道这可是英吉利海峡南端最重要的灯塔，没有了它，要影响无数船只的航行。英国政府命令工程师史密顿〔J.Smetetonf〕用最快的速度重建这座灯塔。史密顿立即通知将石灰石运往灯塔所在的小岛，以便烧成石灰后将岛上产的石头黏合起来重砌灯塔。两星期后，石灰石运到了，史密顿兴冲冲地赶到卸料码头。当他见到这些越山跨海送来的石灰石时，不由失声惊叫起来：“真倒霉，这石头怎么是带有黑色的？它混有太多的土质，用这种次品原料建造高标准的灯塔，不是开玩笑吗？”可是，时间已不允许他再调运优质石灰石了，史密顿只好将就着用这些劣质原料进行烧制。天然水泥的发现不料，史密顿却因祸得福。用这批石灰石烧出来的石灰，性能居然好得出奇，将石块黏结得从来没有过的结实。当监工官员将这出人意料的结果通知史密顿时，他惊喜得跳了起来。随即他又冷静下来，“这石灰中有名堂，要查一查。”史密顿马上对这些石灰进行了检验，结果发现这些石灰确实不纯，其中竟含有多达约20％的黏土。“看来，正是这些被视为杂质的黏土起了好的作用。”史密顿后来就有意识地把黏土同石灰石适当地配合加以煅烧，这种石灰性能果然理想。天然水泥的发现史密顿的做法很快传遍欧洲各国