水泥的生產(chǎn)遠(yuǎn)比普通人想象的復(fù)雜的多

制造原理 · 2019-04-29 09:03 留言

  現(xiàn)在的人都喜歡在家里或者辦公室養(yǎng)一些花草,選一個(gè)漂亮適用的花盆就非常重要,網(wǎng)上有很多短視頻介紹用水泥DIY花瓶,大家腦洞大開做出了各種各樣的水泥花盆,還有利用水泥做成凳子,盤子等用品。

  家里的水泥地面都會(huì)想方設(shè)法的再次進(jìn)行裝修,要么木地板要么瓷磚,但隨著時(shí)代的變化,人們的審美觀也發(fā)生了改變,開始喜歡簡約淳樸的裝修風(fēng)格,帶有金屬感的水泥地面和墻面又被大家所喜歡,曾經(jīng)被嫌棄的水泥又卷土重來找到了自己的價(jià)值,還成為一種流行元素。

  水泥我們小時(shí)候又叫“洋灰”,為粉狀,主要成分是石灰石及粘土和鐵礦粉,加水?dāng)嚢韬蟪蓾{狀,經(jīng)過硬化后就能成為堅(jiān)固的建筑材料,現(xiàn)代建造的橋梁,房屋,道路等都有水泥的功勞。

  水泥的發(fā)展歷史

  人類最早是沒有建筑的,都住在山洞或者樹上,后來開始用樹枝或茅草建造房子。

  隨著人類開始使用各種工具后,用石頭,泥土,木頭建造堅(jiān)固的房屋,各種建造材料開始使用。

  水泥最早在古羅馬時(shí)期開始使用,用火山灰和石灰加水,用來粘合石頭,這樣讓建造更加堅(jiān)固。

  中國最早在南北朝時(shí)期,用石灰和粘土及糯米制成混合物,主要用于建筑材料的粘合及墓葬的修建上。

  1796年英國人利用泥灰?guī)r燒制成水泥,這也成為第一種現(xiàn)代水泥。

  1824年英國發(fā)明了硅酸鹽水泥,并取得了水泥的專利權(quán)。

  1889年李鴻章在唐山創(chuàng)辦了中國第一家水泥廠。

  中國水泥工業(yè)經(jīng)過上百年的發(fā)展,早在2003年水泥年產(chǎn)量為8.6億噸,約占世界總產(chǎn)量的40%。

  水泥凝固硬化原理

  在水泥中加入適量的水后,就會(huì)變成可隨意加工的漿體,隨著時(shí)間的推移就會(huì)凝固成緊密的固體,如果開始就加入石子或者砂就會(huì)變成我們所說的混凝土,這個(gè)過程就是水泥的凝固硬化。

  水泥的凝固硬化是一個(gè)復(fù)雜的過程,水泥中的物質(zhì)與水發(fā)生反應(yīng),初期生成一些小的晶體包裹在水泥顆粒表面,這些細(xì)小的晶體靠很小的吸引力粘結(jié)在一起,從而形成一種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),叫做凝固結(jié)構(gòu),由于這種結(jié)構(gòu)靠極小的吸引力無序的連結(jié)在一起形成的,所以這種結(jié)構(gòu)的的強(qiáng)度很低,具有明顯的可塑性。

  隨著時(shí)間的推移,水泥中的物質(zhì)與水發(fā)生反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行,水泥顆粒開始溶解縮小,表面的包裹層就像無數(shù)顆種子,開始向外生長出細(xì)長的纖維,向內(nèi)生長的纖維與水泥顆粒連接起來,最后就形成像刺猬一樣的物體,它會(huì)非常小,我們?nèi)庋壑荒芸吹綀?jiān)硬的水泥表面。

  隨著時(shí)間的推移水泥中的水份逐漸消耗掉,這些纖維之間的聯(lián)系越來越緊密,最后形成一個(gè)堅(jiān)固的整體,水泥形成強(qiáng)度的過程就是帶毛刺的水泥顆粒相互搭接在一起,當(dāng)遇到無法承受的重力時(shí),這些相互搭接的毛刺就會(huì)斷裂,水泥就會(huì)裂開。

  影響水泥凝固速率和硬化強(qiáng)度的因素有很多,如溫度,加水量,還有不同種類的外加劑等因素。

  水泥的生產(chǎn)過程

  水泥的主要原料是自然界中的石灰石還有砂和鐵,經(jīng)過復(fù)雜的工序加工,最后成品就是一種用時(shí)加水的超級(jí)膠水。

  先將開采來的石灰石壓碎,壓碎的石灰石經(jīng)過傳輸帶被送到機(jī)器內(nèi),經(jīng)過再次壓碎成高爾夫球那么大。

  壓碎的石灰石被送入料斗中,之后加入鐵和砂及粘土,加入的比例靠機(jī)器控制,再次把混合的礦石壓碎,這個(gè)過程中吸塵機(jī)會(huì)吸走石粉,物料被送進(jìn)篩網(wǎng),之后會(huì)將雜質(zhì)篩走,現(xiàn)在這些還是生料,

  還要利用高溫,加熱到1600℃再混合其它成分,高溫可以引起連串化學(xué)反應(yīng),將混合在一起的原料變成水泥,要讓它們遇到水就硬化,就要趕走其中的二氧化碳。

  石粉被送進(jìn)高溫窯內(nèi),窯不停旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)里面的石粉不停翻轉(zhuǎn),就像洗衣機(jī)脫水一樣,當(dāng)混合物從窯內(nèi)從一頭到達(dá)另一頭時(shí),溫度會(huì)達(dá)到1500℃,用這個(gè)溫度燒完之后就變成有膠凝性能的材料。

  這種被高溫“燒熟了”的材料也稱“孰料”,孰料經(jīng)過冷卻后,混合最后一種成分石膏,它可以減慢加水到水泥時(shí)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng),把孰料和石膏直接送去滾球磨機(jī),把原料磨成細(xì)粉,就可以裝袋出售了。

  水泥的強(qiáng)度

  水泥的強(qiáng)度是評(píng)價(jià)水泥質(zhì)量好壞的重要標(biāo)準(zhǔn),是劃分強(qiáng)度等級(jí)的重要依據(jù),水泥的強(qiáng)度是指硬化后單位面積上承受的最大破壞力,用MPa(兆帕)表示。

  我們會(huì)看到水泥袋上標(biāo)注有52.5的字樣,這個(gè)就時(shí)水泥的強(qiáng)度等級(jí),意思就是標(biāo)準(zhǔn)試件能承受最大52.5兆帕的壓力,還要如52.5R的字樣,R表示早強(qiáng),表示這種水泥在早期(短時(shí)間內(nèi))就能達(dá)到較高的強(qiáng)度。

  自從有了水泥,樓房越修越高,公路越修越長,城市規(guī)模也越來越大,這些都有水泥的功勞,它是現(xiàn)代社會(huì)建設(shè)不可缺少的基本材料之一,水泥改變了地球面貌,被稱為推動(dòng)人類文明的發(fā)明之一,是人類文明的基石。

  然而,有人卻將水泥列為人類史上最壞的發(fā)明之一,這是為什么呢

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