水泥制造主要原料（水泥的历史及制造过程）

水泥，又叫“洋灰”，民国时期的文学作品中也叫“水门汀”（英语cement的音译）。英文水泥一词“cement”，来自于拉丁文，原义是碎石。水泥的成份因其用途不同，种类和成份也比较复杂，对于通常采用的普通的硅酸盐水泥其原料一般为石灰石、粘土、铁矿粉等按比例磨细混合制成“生料”。将生料在1450℃左右进行煅烧，形成熟料。再将熟料和石膏按一定比例一起磨细就是我们看到的水泥了，因为加工过程中会生成许多种硅酸盐，所以这种水泥被称为“硅酸盐水泥”。

长期以来，水泥作为一种重要的胶凝材料，广泛应用于土木建筑、水利、国防等工程中。它是现代社会建设不可缺少的基本材料之一，水泥改变了地球面貌，被称为推动人类文明的发明之一，是人类文明的基石。

1.水泥的最早期应用

☆最早的水泥可以追溯到5000年前，在甘肃天水市秦安县的大地湾遗址，考古人员发现了最早的水泥地面。

☆我们看到的金字塔“狮身人面像”，其实就是用较原始的水泥制成的。在五六千年前埃及的尼罗河流域，人们已经开始将石膏和石灰拌制成砂浆用于建筑方面。

后来，希腊人发明了不怕水的砂浆。罗马人又吸取了希腊人的经验，在砂浆里掺入了火山灰。火山灰主要是由岩石、矿物、火山玻璃碎片组成，里面有大量的硅酸盐，这大约就是现代水泥的前身了。

2.水泥的近现代历史

1756年，英国工程师斯米顿发现，要想获得加水迅速硬化的水泥，必须采用含有粘土的石灰石来烧制。这个重要的发现为近代水泥的出现奠定了基础；

1796年，英国人J.帕克用泥灰岩烧制出了一种水泥，外观呈棕色，很像古罗马时代的石灰和火山灰混合物，命名为罗马水泥。因为它是采用天然泥灰岩作原料，不经配料直接烧制而成的，故又名天然水泥。具有良好的水硬性和快凝特性，特别适用于与水接触的工程；

1813年，法国土木技师毕加确定了石灰和粘土的比例，发现按3：1制作的水泥性能最好；

1824年，英国建筑工人阿斯普丁首次取得了水泥的专利权，因外观和当时常用于建筑中的 波特兰岛上出产的岩石相似，称为“波特兰水泥”。自此，水泥正式成为一种工业产品，并开始广泛应用于建筑等行业；

1825-1843年水泥首次大规模使用在泰晤士河隧道工程；

1871年，亚洲第一个水泥厂在日本建成；

1877年，英国克兰普顿发明了回转炉，水泥产量大幅提升；

1889年，李鸿章在河北唐山建立了“细棉土”厂，成为我国第一个水泥制造厂；

1893年，日本远藤秀行和内海三贞二人发明了不怕海水的硅酸盐水泥，人们可以在海水中建造建筑了；

1906年，唐山细棉土厂更名为启新洋灰公司，年产水泥4万吨；

1907年，法国比埃利用铝矿石的铁矾土代替粘土，混合石灰岩烧制成了水泥。由于这种水泥含有大量的氧化铝，所以叫作“矾土水泥”。

1910年实现机立窑机械化连续生产；

1928年发明带回转炉篦子的“立波尔窑”；

1950年发明悬浮预热器窑；

1971年发明窑外分解窑，新型干法水泥生产技术形成。

20世纪，人们在不断改进波特兰水泥性能的同时，研制成功了一批适用于特殊建筑工程的水泥，如高铝水泥、特种水泥等。全世界的水泥品种已发展到100多种。中国在1952年制订了第一个全国统一标准，确定水泥生产以多品种多标号为原则，并将波特兰水泥按其所含的主要矿物组成改称为矽酸盐水泥，后又改称为硅酸盐水泥至今。

3.水泥的生产过程

水泥工艺生产流程

两磨一烧

水泥的主要原料是自然界中的石灰石还有砂和铁等，经过复杂的工序加工，最后成品就是一种用时加水的超级胶水。

1）.将石灰石、粘土、铁矿石等分别放入破碎机破碎，进入各自原料库，进行预均化和贮存。

2）.把各原料按一定比例配合，在生料磨磨细，进入均化库均化，调配为成份均匀的生料。

3）.混合生料在预热器和分解炉内加热、煅烧，完成石灰石分解等化学反应。

4).而后进入回转窑进一步分解和发生固相反应，在窑内完成熟料的烧成，形成水泥熟料。

5).出窑熟料经篦冷机冷却降温，破碎后进入熟料库。

6). 熟料和石膏等按比例送入水泥磨，磨成符合要求的水泥，并包装运往建设需要的地方。

文章分别摘录于 1.《金普化学之家》- 老郑；2《制造原理》- 老郑；3《机械前沿》

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