㈠ 水泥是哪個國家哪年發明的中國何時開始用水泥
現代水泥的發明
現代水泥的發明有一個漸進的過程,並不是一蹴而就的。
水硬性石灰
18世紀中葉,英國航海業已較發達,但船隻觸礁和撞灘等海難事故頻繁發生。為避免海難事故,採用燈塔進行導航。當時英國建造燈塔的材料有兩種:木材和「羅馬砂漿」。然而,木材易燃,遇海水易腐爛;「羅馬砂漿」雖然有一定耐水性能,但尚經不住海水的腐蝕和沖刷。由於材料在海水中不耐久,所以燈塔經常損壞,船隻無法安全航行,迅速發展的航運業遇到重大障礙。為解決航運安全問題,尋找抗海水侵蝕材料和建造耐久的燈塔成為18世紀50年代英國經濟發展中的當務之急。對此,英國國會不惜重金,禮聘人才。被尊稱為英國土木之父的工程師史密頓(J. Smeaton)應聘承擔建設燈塔的任務。
1756年,史密頓在建造燈塔的過程中,研究了「石灰-火山灰-砂子」三組分砂漿中不同石灰石對砂漿性能的影響,發現含有黏土的石灰石,經煅燒和細磨處理後,加水製成的砂漿能慢慢硬化,在海水中的強度較「羅馬砂漿」高很多,能耐海水的沖刷。史密頓使用新發現的砂漿建造了舉世聞名的普利茅斯港的漩岩(Eddystone)大燈塔。
用含黏土、石灰石製成的石灰被成為水硬性石灰。史密頓的這一發現是水泥發明過程中知識積累的一大飛躍,不僅對英國航海業做出了貢獻,也對「波特蘭水泥」的發明起到了重要作用。然而,史密頓研究成功的水硬性石灰,並未獲得廣泛應用,當時大量使用的仍是石灰、火山灰和砂子組成的「羅馬砂漿」。
羅馬水泥
1796年,英國人派克(J. Parker)將稱為Sepa Tria的黏土質石灰岩,磨細後製成料球,在高於燒石灰的溫度下煅燒,然後進行磨細製成水泥。派克稱這種水泥為「羅馬水泥」(Roman Cement),並取得了該水泥的專利權。「羅馬水泥」凝結較快,可用於與水接觸的工程,在英國曾得到廣泛應用,一直沿用到被「波特蘭水泥」所取代。
差不多在「羅馬水泥」生產的同時期,法國人採用Boulogne地區的化學成分接近現代水泥成分的泥灰岩也製造出水泥。這種與現代恚怒化學成分接近的天然泥灰岩稱為水泥灰岩,用此灰岩製成的水泥則稱為天然水泥。美國人用Rosendale和Louisville地區的水泥灰岩也製成了天然水泥。在19世紀80年代及以後的很長一段時間里,天然水泥在美國得到廣泛應用,在建築業中曾占很重要的地位。
英國水泥
英國人福斯特(J. Foster)是一位致力於水泥的研究者。他將兩份重量白堊和一份重量黏土混合後加水濕磨成泥漿,送入料槽進行沉澱,置沉澱物於大氣中乾燥,然後放入石灰窯中煅燒,溫度以料子中碳酸氣完全揮發為准,燒成產品呈淺黃色,冷卻後細磨成水泥。福斯特稱該水泥為「英國水泥」(British Cement),於1822年10月22日獲得英國第4679號專利。
「英國水泥」由於煅燒溫度較低,其質量明顯不及「羅馬水泥」,所以售價較低,銷售量不大。這種水泥雖然未能被大量推廣,但其製造方法已是近代水泥製造的雛型,是水泥知識積累中的又一次重大飛躍。福斯特在現代水泥的發明過程中也是有貢獻的。
波特蘭水(硅酸鹽水泥)
1824年10月21日,英國利茲(Leeds)城的泥水匠阿斯譜丁(J. Aspdin)獲得英國第5022號的「波特蘭水泥」專利證書,從而一舉成為流芳百世的水泥發明人。
他的專利證書上敘述的「波特蘭水泥」製造方法是:「把石灰石搗成細粉,配合一定量的黏土,摻水後以人工或機械攪和均勻成泥漿。置泥漿於盤上,加熱乾燥。將乾料打擊成塊,然後裝入石灰窯煅燒,燒至石灰石內碳酸氣完全逸出。煅燒後的燒塊在將其冷卻和打碎磨細,製成水泥。使用水泥時加入少量水分,拌和成適當稠度的砂漿,可應用於各種不同的工作場合。」
該水泥水化硬化後的顏色類似英國波特蘭地區建築用石料的顏色,所以被稱為「波特蘭水泥」。
阿斯譜丁在英國的Wakefield建設了第一個波特蘭水泥廠。後來,他的兒子在英國的Grateshead又建設一個廠,1856年在德國再建設一個廠,並在那裡度過了他的晚年。
阿斯譜丁父子長期對「波特蘭水泥」生產方法保密,採取了各種保密措施:在工廠周圍建築高牆,未經他們父子許可,任何人不得進入工廠;工人不準到自己工作崗位以外的地段走動;為製造假象,經常用盤子盛著硫酸銅或其他粉料,在裝窯時將其撒在乾料上。
阿斯譜丁專利證書上所敘述的「波特蘭水泥」製造方法,與福斯特的「英國水泥」並無根本差別,煅燒溫度都是以物料中碳酸氣完全揮發為准。根據水泥生產一般常識,在該溫度條件下製成的「波特蘭水泥」,其質量不可能優於「英國水泥」。然而在市場上「波特蘭水泥」的競爭力大於「英國水泥」。1838年重建泰晤士河隧道工程時,「波特蘭水泥」價格比「英國水泥」要高很多,但業主還是選用了「波特蘭水泥」。很明顯,阿斯譜丁出於保密原因在專利證書上並未把「波特蘭水泥」生產技術都寫出來,他實際掌握的水泥生產知識比專利證書上表明的要多。阿斯譜丁在工程生產中一定採用過較高煅燒溫度,否則水泥硬化後不會具有波特蘭地區石料那樣的顏色,其產品也不可能有那樣高的競爭力。
不過,根據專利證書所載內容和有關資料,阿斯譜丁未能掌握「波特蘭水泥」確切的燒成溫度和正確的原料配比。因此他的工廠生產出的產品質量很不穩定,甚至造成有些建築物因水泥質量問題而倒塌。
在英國,與阿斯譜丁同一時代的另一位水泥研究天才是強生(I. C. Johnson)。他是英國天鵝谷懷特公司經理,專門「羅馬水泥」和「英國水泥」。1845年,強生在實驗中一次偶然的機會發現,煅燒到含有一定數量玻璃體的水泥燒塊,經磨細後具有非常好的水硬性。另外還發現,在燒成物中含有石灰會使水泥硬化後開裂。根據這些意外的發現,強生確定了水泥製造的兩個基本條件:第一是燒窯的溫度必須高到足以使燒塊含一定量玻璃體並呈黑綠色;第二是原料比例必須正確而固定,燒成物內部不能含過量石灰,水泥硬化後不能開裂。這些條件確保了「波特蘭水泥」質量,解決了阿斯譜丁無法解決的質量不穩定問題。從此,現代水泥生產的基本參數已被發現。
1909年,強生98歲高齡時,向英國政府提出申訴,說他於1845年製成的水泥才是真正的「波特蘭水泥」,阿斯譜丁並未做出質量穩定的水泥,不能稱他為「波特蘭水泥」的發明者。然而,英國政府沒有同意強生的申訴,仍舊維持阿斯譜丁具有「波特蘭水泥」專利權的決定。英國和德國的同行們對強生的工作有很高評價,認為他對「波特蘭水泥」的發明做出了不可磨滅的重要貢獻。
18世紀的歐洲發生了人類歷史上第一次工業革命,推動了西方各國社會經濟的迅猛向前,建築膠凝材料的發展步伐也隨之加快。西方國家在「羅馬砂漿」的基礎上,1756年發現水硬性石灰;1796年發明「羅馬水泥」以及類似的天然水泥;1822年出現「英國水泥」;1824年英國政府發布第一個「波特蘭水泥」專利。當代建築「糧食」――「波特蘭水泥」(硅酸鹽水泥)就這樣在西方徐徐誕生,同時踏上了不斷改進的征途。 中國使用水泥石在19世紀末期
㈡ 水泥的歷史源遠流長,究竟是誰發明的水泥
水泥是用途最廣泛的建築用膠凝材料,比如工地上常見的混凝土,就是水泥、沙子、石子按照一定的比例混合而成。
這種我們常用的普通水泥,學名硅酸鹽水泥,又稱波特蘭水泥。它的發明距今已有近200年的歷史了。
1909年,強生向英國政府提出申訴,說自己才是真正的「波特蘭水泥」的發明者,因為阿斯普丁並未做出質量穩定的水泥,不能稱他為「波特蘭水泥」的發明者。然而,英國政府沒有同意強生的申訴,仍舊維持阿斯普丁具有「波特蘭水泥」專利權的決定。
㈢ 中國第一袋水泥是怎麼生產出來的
十九世紀八十年代,正值清朝洋務運動的鼎盛時期.當時的唐山開平礦務局(開灤煤礦前身)經過十多年的經營日漸興旺,由於開礦所用的水泥都是進口貨(俗稱洋灰),而且價格昂貴,隨著用量的不斷增加,自產水泥的計劃便在醞釀之中了.開平礦務局的創辦者是廣東人唐廷樞,字景星,曾任上海輪船招商局總局總辦,侯補道,他是奉清政府北洋大臣,直隸總督李鴻章之命,以"官督商辦"的形式開辦了開平礦務局的. 一八八九年(光緒十五年),唐廷樞開辦了唐山細綿土廠,這便是中國第一家水泥廠,也是現在啟新水泥廠的前身.由於當時生產所用的主要原料是用船從廣東香山運到唐山,生產成本很高,加上管理上經驗不足,開辦僅四年即告停產.一八九八年,周學熙(字緝之)接任開平礦務局總辦,重辦水泥工廠,聘用德國技師漢斯.昆德,添置新設備,採用唐山本地原料生產,公司漸有起色,其產品還在歐洲博覽會上獲得了金質獎章.一九零零年七月三十日,英商墨比公司住天津代表的胡華(就是後來擔任美國第三十二任總統的胡佛)勾結天津海關稅務司德璀琳和英國人墨林,趁八國聯軍打進北京的混亂之時,設下圈套逼迫時任開平礦務局總辦張翼將開平礦務局(包括唐山細綿土廠)賣給了墨林,實際上是落入了墨比公司之手,此後,周學熙在昆德的配合下經歷了一場歷時六年的曠日持久的官司,終於使產權失而復得.昆德在此過程中起了至關重要的作用.也正是這位昆德的兒子在一九三七年籌建南京江南水泥廠時以保護了大批大屠殺受害者而為廣大中國人所熟悉.一九零六年七月(光緒三十二年),啟新洋灰公司正式成立,使用龍馬負太極圖為產品商標,同時,由丹麥史密斯公司購入新式旋窯鋼磨,當年即產水泥二十四萬桶(每桶約170公斤),從此拉開了啟新水泥廠曲折百年的歷史序幕.
㈣ 中國水泥的發明簡史
1889年,中國河北唐山開平煤礦附近,設立了用立窯生產的唐山「細綿土」廠。1906年在該廠的基礎上建立了啟新洋灰公司,年產水泥4萬噸。中國在1952年制訂了第一個全國統一標准,確定水泥生產以多品種多標號為原則,並將波特蘭水泥按其所含的主要礦物組成改稱為矽酸鹽水泥,後又改稱為硅酸鹽水泥至今。2007年中國水泥年產量約11億噸。
中國水泥產量已佔到全球60%左右。這不僅是中國水泥人的驕傲,也讓全球水泥界為之動容
㈤ 中國第一條5000噸水泥生產線在哪裡
中國第一條4500噸新型干法水泥在河北唐山,冀東水泥總部,1978年開始籌建。全套設備採用日本進口。
而中國第一條水泥生產線也在唐山在18世紀後期有清朝洋務運動時所建。
㈥ 河南發現5000多年疑似水泥的混凝土,你知道水泥混凝土是怎樣做成的嗎
在河南仰韶村遺跡上最新的考古新發現的五千數年前的水泥混凝土疑是,也是現階段中國考古新發現時代最開始的水泥混凝土類建築物原材料。這一發覺更新了大家對仰韶村遺跡仰韶文化遺址階段建築物的歸類、形狀、建築工程技術等的了解,為科學研究該階段建築物技術性出示了新的原材料。
此次考古發現,還初次在該區域發覺了野草拌泥燒造的清燉土和“塗朱”建築物原材料。李世偉說:“‘塗朱’拉梁的路面等建築物原材料的發覺,說明仰韶村遺跡很可能存有高級、大規格型號的建築物。”此外,該遺跡中間土方回填量極大的仰韶文化遺址水渠的發生,也體現了仰韶文化遺址階段仰韶村遺跡人口非常多,聚居地發展趨勢興盛的特性。據李世偉詳細介紹,此次考古發現為討論遠古時代黃河河段社會發展的繁雜與文明行為過程出示了強有力的考古學證據。
㈦ 水泥的成分和水泥的製造過程是什麼
水泥的主要成分:主要成分是硅酸鹽。水泥的種類較多,其組成有所區別。普通水泥主要成分的名稱、化學式:硅酸三鈣 、硅酸二鈣 、鋁酸三鈣:3CaO·SiO2,2CaO·SiO2,3CaO·Al2O3
生產工藝 硅酸鹽水泥生產工藝流程可分為生料制備、熟料煅燒、水泥製成(粉磨)和包裝等過程。
1.生料制備 包括從原料破碎開始至成分調配到合乎要求的生料過程。生料制備有干法和濕法兩種方法。在干法制備過程中,石灰石等大塊硬質原料,按傳統工藝是先經過一次破碎至大小在100mm左右的塊料,或再經第二次破碎至小於25mm的塊料(近年來已發展一次即破碎至小於25mm的塊料工藝)。粘土等含水原料則應經烘乾再與石灰石、鐵礦石等按比例送入磨機內,研磨成細的生料粉木料烘乾機,輸入攪拌庫,在庫中用壓縮空氣攪拌,並調整成分至合格的生料粉。濕法制備生料過程與干法的主要區別,在於粘土是先用水淘洗成泥漿,與石灰石和鐵礦石共同研磨至含水分約為35%的生料漿。干法制備生料的主要優點是在煅燒水泥熟料時的熱耗比濕法低,每千克熟料的熱耗只需要3.6~4.6MJ,而濕法需要 5.2~6.3MJ。但濕法制備的生料成分較易均勻。一些先進干法生產水泥廠,近年來採用原料預均化和生料成分自動控制等措施,以保證生料粉成分的均勻。
木料烘乾機
生料的研磨在不同類型的磨機中進行,主要有球磨、管磨、立式磨和烘乾與研磨同時進行的中間卸料磨等。為節約研磨過程的電能、提高磨機效率,生產中常採用閉路(圈流)式粉磨,即將出磨機物料先經過一個顆粒分級設備——選粉機,選出細顆粒部分作為產品,粗顆粒部分返回磨機內繼續研磨。閉路系統粉磨比開路粉磨(不經過選粉機分級)的產量約可提高15%~25%,並減少了過粉碎現象。缺點是設備投資大、操作和管理較復雜。近年來,又採用一種新型的帶選粉機的立式輥輪磨,將破碎、研磨、乾燥和分級在同一個裝置內完成。目前,最大的立式磨每小時產量可達400t。
2.熟料煅燒 已制備好的生料在不同型式的窯內煅燒成水泥熟料。一般生料粉或生料漿在回轉窯內煅燒,中國大多數小型水泥廠均採用立窯煅燒,用立窯煅燒時生料粉中混入需要的煤粉,並加適量水混合製成直徑為10~30mm的生料球。立窯煅燒的水泥熟料質量略差,但煅燒溫度低,耗煤量較小。木料烘乾機為了節約能耗木材粉碎機、提高回轉窯的生產能力,自70年代開始發展了窯尾帶預熱器和分解爐的窯外分解技術。木料烘乾機
水泥生料在窯內受熱過程中發生一系列物理和化學變化,如游離水的蒸發、粘土脫去結晶水、碳酸鈣分解成氧化鈣。後者與粘土中的氧化硅和氧化鋁及鐵礦石間發生固相反應生成化合物,它們的存在形式主要有四種,即硅酸三鈣(3CaO·SiO2,簡寫C3S)、硅酸二鈣(2CaO·SiO2,簡寫C2S),鋁酸三鈣(3CaO·AI2O3,簡寫C2A)和鐵鋁酸四鈣(4CaO·Al2O3·Fe2O3,簡寫C4AF)。還有少量盤式削片機 木片篩分機 木炭炭化爐 木屑機 鼓式削片機 木料輸送機 滾筒式木材剝皮機 劈木機木材粉碎機未化合的氧化鈣和方鎂石 (MgO)。有時還有硫酸鹽、鈦酸鹽等,但數量更少。由於熟料中還含有其他氧化物,上述各化合物並不是以純的狀態存在,往往固溶有其他各種氧化物。故又將它們按照礦物相(即晶相)來命名,如硅酸三鈣稱阿利特,它在熟料中佔50%以上;硅酸二鈣稱貝利特,約含有25%;鋁酸三鈣為鋁酸鹽;鐵鋁四鈣稱才利特。從反光顯微鏡下觀察到的水泥熟料結構可見到六方晶體是阿利特,圓粒晶體是貝利特。晶體間的物質系由於物料在1450℃左右溫度下有約30%熔融經冷卻後形成,稱中間相,其中亮的部分是才利特,又稱白色中間相(即無定形的非晶相),暗色的是鋁酸鹽木材粉碎機,又稱黑色中間相。水泥熟料化學成分(%)有一定范圍要求,氧化鈣62~67,氧化硅20~24,氧化鋁4~7,氧化鐵3~5。
3.水泥製成和包裝 從窯內出來的水泥熟料經冷卻後加入適量石膏(控制水泥中SO3≤3.5%),在磨機內研細,製成硅酸鹽水泥。水泥研磨的細度對水泥質量影響較大,提高細度,可提高水泥的強度,但相應的電耗也增大。細度一般控制在0.08mm方孔篩上的篩餘量不大於10%,或者比表面積在3000cm2/g左右。水泥研磨過程中的粉塵較大,因此在設備進出口、輸送過程及包裝處均應安裝收塵設備,如沉降室、旋風收塵器、袋收塵器等。一些先進的工廠中均裝有電除塵器。在中國還利用含K2O高的粘土或鉀長石代替粘土原料,在煅燒過程中使氧化物揮發至塵埃中,收集含K2O較高的粉塵,可以作鉀肥使用。水泥粉常用紙袋包裝,但近年來已大量改用散裝船、散裝車輸送,提高了裝運效率,降低了成本。
㈧ 當代建築的水泥,是怎樣製造的,有哪些發明過程呢
水泥是建築當中的膠凝材料,現代水泥的發明可以追溯到1756年,我們常見的水泥主要成分是硅酸鹽,硅酸鹽通過水化反應後會凝結和硬化,與沙石結合成牢固的混凝土結構,其餘還有鋁酸鹽水泥、硫酸鹽水泥等等。
水泥號稱“當代建築的糧食”,水泥加上地球表面隨處可見的沙石,再與水混合後,就能形成牢固的混凝土結構,可以說水泥是建築行業中最偉大的發明,對人類社會的發展有著重要意義,現代水泥的發明並不是一蹴而就的,其中經歷了很多次的改進。
相關數據顯示,在2018年全球水泥產量39.5億噸,中國的水泥產量22.1億噸,佔了全球產量的56%;而2018年中國水泥的進口量大約為1360萬噸,出口量大約為460萬噸,相比產量而言並不多,所以國內水泥生產量基本被國內消化了,這也是我國基建發展的體現。
㈨ 水泥如何製作
水泥的生產,一般可分生料制備、熟料煅燒和水泥製成等三個工序,整個生產過程可概括為「兩磨一燒」。
1,生料粉磨,分干法和濕法兩種。干法一般採用閉路操作系統,即原料經磨機磨細後,進入選粉機分選,粗粉迴流入磨再行粉磨的操作,並且多數採用物料在磨機內同時烘乾並粉磨的工藝,所用設備有管磨、中卸磨及輥式磨等。濕法通常採用管磨、棒球磨等一次通過磨機不再迴流的開路系統,但也有採用帶分級機或弧形篩的閉路系統的。
2,熟料煅燒,煅燒熟料的設備主要有立窯和回轉窯兩類,立窯適用於生產規模較小的工廠,大、中型廠宜採用回轉窯。
3,水泥粉磨,水泥熟料的細磨通常採用圈流粉磨工藝(即閉路操作系統)。為了防止生產中的粉塵飛揚,水泥廠均裝有收塵設備。電收塵器、袋式收塵器和旋風收塵器等是水泥廠常用的收塵設備。
由於在原料預均化、生料粉的均化輸送和收塵等方面採用了新技術和新設備,尤其是窯外分解技術的出現,一種干法生產新工藝隨之產生。採用這種新工藝使干法生產的熟料質量不亞於濕法生產,電耗也有所降低,已成為各國水泥工業發展的趨勢。
濕法生產:
將原料加水粉磨成生料漿後,喂入濕法窯煅燒成熟料的方法。也有將濕法制備的生料漿脫水後,製成生料塊入窯煅燒成熟料的方法,稱為半濕法,仍屬濕法生產之一種。
濕法生產具有操作簡單,生料成分容易控制,產品質量好,料漿輸送方便,車間揚塵少等優點,缺點是熱耗高(熟料熱耗通常為5234~6490焦/千克)。
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