㈠ 水泥是哪个国家哪年发明的中国何时开始用水泥
现代水泥的发明
现代水泥的发明有一个渐进的过程,并不是一蹴而就的。
水硬性石灰
18世纪中叶,英国航海业已较发达,但船只触礁和撞滩等海难事故频繁发生。为避免海难事故,采用灯塔进行导航。当时英国建造灯塔的材料有两种:木材和“罗马砂浆”。然而,木材易燃,遇海水易腐烂;“罗马砂浆”虽然有一定耐水性能,但尚经不住海水的腐蚀和冲刷。由于材料在海水中不耐久,所以灯塔经常损坏,船只无法安全航行,迅速发展的航运业遇到重大障碍。为解决航运安全问题,寻找抗海水侵蚀材料和建造耐久的灯塔成为18世纪50年代英国经济发展中的当务之急。对此,英国国会不惜重金,礼聘人才。被尊称为英国土木之父的工程师史密顿(J. Smeaton)应聘承担建设灯塔的任务。
1756年,史密顿在建造灯塔的过程中,研究了“石灰-火山灰-砂子”三组分砂浆中不同石灰石对砂浆性能的影响,发现含有黏土的石灰石,经煅烧和细磨处理后,加水制成的砂浆能慢慢硬化,在海水中的强度较“罗马砂浆”高很多,能耐海水的冲刷。史密顿使用新发现的砂浆建造了举世闻名的普利茅斯港的漩岩(Eddystone)大灯塔。
用含黏土、石灰石制成的石灰被成为水硬性石灰。史密顿的这一发现是水泥发明过程中知识积累的一大飞跃,不仅对英国航海业做出了贡献,也对“波特兰水泥”的发明起到了重要作用。然而,史密顿研究成功的水硬性石灰,并未获得广泛应用,当时大量使用的仍是石灰、火山灰和砂子组成的“罗马砂浆”。
罗马水泥
1796年,英国人派克(J. Parker)将称为Sepa Tria的黏土质石灰岩,磨细后制成料球,在高于烧石灰的温度下煅烧,然后进行磨细制成水泥。派克称这种水泥为“罗马水泥”(Roman Cement),并取得了该水泥的专利权。“罗马水泥”凝结较快,可用于与水接触的工程,在英国曾得到广泛应用,一直沿用到被“波特兰水泥”所取代。
差不多在“罗马水泥”生产的同时期,法国人采用Boulogne地区的化学成分接近现代水泥成分的泥灰岩也制造出水泥。这种与现代恚怒化学成分接近的天然泥灰岩称为水泥灰岩,用此灰岩制成的水泥则称为天然水泥。美国人用Rosendale和Louisville地区的水泥灰岩也制成了天然水泥。在19世纪80年代及以后的很长一段时间里,天然水泥在美国得到广泛应用,在建筑业中曾占很重要的地位。
英国水泥
英国人福斯特(J. Foster)是一位致力于水泥的研究者。他将两份重量白垩和一份重量黏土混合后加水湿磨成泥浆,送入料槽进行沉淀,置沉淀物于大气中干燥,然后放入石灰窑中煅烧,温度以料子中碳酸气完全挥发为准,烧成产品呈浅黄色,冷却后细磨成水泥。福斯特称该水泥为“英国水泥”(British Cement),于1822年10月22日获得英国第4679号专利。
“英国水泥”由于煅烧温度较低,其质量明显不及“罗马水泥”,所以售价较低,销售量不大。这种水泥虽然未能被大量推广,但其制造方法已是近代水泥制造的雏型,是水泥知识积累中的又一次重大飞跃。福斯特在现代水泥的发明过程中也是有贡献的。
波特兰水(硅酸盐水泥)
1824年10月21日,英国利兹(Leeds)城的泥水匠阿斯谱丁(J. Aspdin)获得英国第5022号的“波特兰水泥”专利证书,从而一举成为流芳百世的水泥发明人。
他的专利证书上叙述的“波特兰水泥”制造方法是:“把石灰石捣成细粉,配合一定量的黏土,掺水后以人工或机械搅和均匀成泥浆。置泥浆于盘上,加热干燥。将干料打击成块,然后装入石灰窑煅烧,烧至石灰石内碳酸气完全逸出。煅烧后的烧块在将其冷却和打碎磨细,制成水泥。使用水泥时加入少量水分,拌和成适当稠度的砂浆,可应用于各种不同的工作场合。”
该水泥水化硬化后的颜色类似英国波特兰地区建筑用石料的颜色,所以被称为“波特兰水泥”。
阿斯谱丁在英国的Wakefield建设了第一个波特兰水泥厂。后来,他的儿子在英国的Grateshead又建设一个厂,1856年在德国再建设一个厂,并在那里度过了他的晚年。
阿斯谱丁父子长期对“波特兰水泥”生产方法保密,采取了各种保密措施:在工厂周围建筑高墙,未经他们父子许可,任何人不得进入工厂;工人不准到自己工作岗位以外的地段走动;为制造假象,经常用盘子盛着硫酸铜或其他粉料,在装窑时将其撒在干料上。
阿斯谱丁专利证书上所叙述的“波特兰水泥”制造方法,与福斯特的“英国水泥”并无根本差别,煅烧温度都是以物料中碳酸气完全挥发为准。根据水泥生产一般常识,在该温度条件下制成的“波特兰水泥”,其质量不可能优于“英国水泥”。然而在市场上“波特兰水泥”的竞争力大于“英国水泥”。1838年重建泰晤士河隧道工程时,“波特兰水泥”价格比“英国水泥”要高很多,但业主还是选用了“波特兰水泥”。很明显,阿斯谱丁出于保密原因在专利证书上并未把“波特兰水泥”生产技术都写出来,他实际掌握的水泥生产知识比专利证书上表明的要多。阿斯谱丁在工程生产中一定采用过较高煅烧温度,否则水泥硬化后不会具有波特兰地区石料那样的颜色,其产品也不可能有那样高的竞争力。
不过,根据专利证书所载内容和有关资料,阿斯谱丁未能掌握“波特兰水泥”确切的烧成温度和正确的原料配比。因此他的工厂生产出的产品质量很不稳定,甚至造成有些建筑物因水泥质量问题而倒塌。
在英国,与阿斯谱丁同一时代的另一位水泥研究天才是强生(I. C. Johnson)。他是英国天鹅谷怀特公司经理,专门“罗马水泥”和“英国水泥”。1845年,强生在实验中一次偶然的机会发现,煅烧到含有一定数量玻璃体的水泥烧块,经磨细后具有非常好的水硬性。另外还发现,在烧成物中含有石灰会使水泥硬化后开裂。根据这些意外的发现,强生确定了水泥制造的两个基本条件:第一是烧窑的温度必须高到足以使烧块含一定量玻璃体并呈黑绿色;第二是原料比例必须正确而固定,烧成物内部不能含过量石灰,水泥硬化后不能开裂。这些条件确保了“波特兰水泥”质量,解决了阿斯谱丁无法解决的质量不稳定问题。从此,现代水泥生产的基本参数已被发现。
1909年,强生98岁高龄时,向英国政府提出申诉,说他于1845年制成的水泥才是真正的“波特兰水泥”,阿斯谱丁并未做出质量稳定的水泥,不能称他为“波特兰水泥”的发明者。然而,英国政府没有同意强生的申诉,仍旧维持阿斯谱丁具有“波特兰水泥”专利权的决定。英国和德国的同行们对强生的工作有很高评价,认为他对“波特兰水泥”的发明做出了不可磨灭的重要贡献。
18世纪的欧洲发生了人类历史上第一次工业革命,推动了西方各国社会经济的迅猛向前,建筑胶凝材料的发展步伐也随之加快。西方国家在“罗马砂浆”的基础上,1756年发现水硬性石灰;1796年发明“罗马水泥”以及类似的天然水泥;1822年出现“英国水泥”;1824年英国政府发布第一个“波特兰水泥”专利。当代建筑“粮食”――“波特兰水泥”(硅酸盐水泥)就这样在西方徐徐诞生,同时踏上了不断改进的征途。 中国使用水泥石在19世纪末期
㈡ 水泥的历史源远流长,究竟是谁发明的水泥
水泥是用途最广泛的建筑用胶凝材料,比如工地上常见的混凝土,就是水泥、沙子、石子按照一定的比例混合而成。
这种我们常用的普通水泥,学名硅酸盐水泥,又称波特兰水泥。它的发明距今已有近200年的历史了。
1909年,强生向英国政府提出申诉,说自己才是真正的“波特兰水泥”的发明者,因为阿斯普丁并未做出质量稳定的水泥,不能称他为“波特兰水泥”的发明者。然而,英国政府没有同意强生的申诉,仍旧维持阿斯普丁具有“波特兰水泥”专利权的决定。
㈢ 中国第一袋水泥是怎么生产出来的
十九世纪八十年代,正值清朝洋务运动的鼎盛时期.当时的唐山开平矿务局(开滦煤矿前身)经过十多年的经营日渐兴旺,由于开矿所用的水泥都是进口货(俗称洋灰),而且价格昂贵,随着用量的不断增加,自产水泥的计划便在酝酿之中了.开平矿务局的创办者是广东人唐廷枢,字景星,曾任上海轮船招商局总局总办,侯补道,他是奉清政府北洋大臣,直隶总督李鸿章之命,以"官督商办"的形式开办了开平矿务局的. 一八八九年(光绪十五年),唐廷枢开办了唐山细绵土厂,这便是中国第一家水泥厂,也是现在启新水泥厂的前身.由于当时生产所用的主要原料是用船从广东香山运到唐山,生产成本很高,加上管理上经验不足,开办仅四年即告停产.一八九八年,周学熙(字缉之)接任开平矿务局总办,重办水泥工厂,聘用德国技师汉斯.昆德,添置新设备,采用唐山本地原料生产,公司渐有起色,其产品还在欧洲博览会上获得了金质奖章.一九零零年七月三十日,英商墨比公司住天津代表的胡华(就是后来担任美国第三十二任总统的胡佛)勾结天津海关税务司德璀琳和英国人墨林,趁八国联军打进北京的混乱之时,设下圈套逼迫时任开平矿务局总办张翼将开平矿务局(包括唐山细绵土厂)卖给了墨林,实际上是落入了墨比公司之手,此后,周学熙在昆德的配合下经历了一场历时六年的旷日持久的官司,终于使产权失而复得.昆德在此过程中起了至关重要的作用.也正是这位昆德的儿子在一九三七年筹建南京江南水泥厂时以保护了大批大屠杀受害者而为广大中国人所熟悉.一九零六年七月(光绪三十二年),启新洋灰公司正式成立,使用龙马负太极图为产品商标,同时,由丹麦史密斯公司购入新式旋窑钢磨,当年即产水泥二十四万桶(每桶约170公斤),从此拉开了启新水泥厂曲折百年的历史序幕.
㈣ 中国水泥的发明简史
1889年,中国河北唐山开平煤矿附近,设立了用立窑生产的唐山“细绵土”厂。1906年在该厂的基础上建立了启新洋灰公司,年产水泥4万吨。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。2007年中国水泥年产量约11亿吨。
中国水泥产量已占到全球60%左右。这不仅是中国水泥人的骄傲,也让全球水泥界为之动容
㈤ 中国第一条5000吨水泥生产线在哪里
中国第一条4500吨新型干法水泥在河北唐山,冀东水泥总部,1978年开始筹建。全套设备采用日本进口。
而中国第一条水泥生产线也在唐山在18世纪后期有清朝洋务运动时所建。
㈥ 河南发现5000多年疑似水泥的混凝土,你知道水泥混凝土是怎样做成的吗
在河南仰韶村遗迹上最新的考古新发现的五千数年前的水泥混凝土疑是,也是现阶段中国考古新发现时代最开始的水泥混凝土类建筑物原材料。这一发觉更新了大家对仰韶村遗迹仰韶文化遗址阶段建筑物的归类、形状、建筑工程技术等的了解,为科学研究该阶段建筑物技术性出示了新的原材料。
此次考古发现,还初次在该区域发觉了野草拌泥烧造的清炖土和“涂朱”建筑物原材料。李世伟说:“‘涂朱’拉梁的路面等建筑物原材料的发觉,说明仰韶村遗迹很可能存有高级、大规格型号的建筑物。”此外,该遗迹中间土方回填量极大的仰韶文化遗址水渠的发生,也体现了仰韶文化遗址阶段仰韶村遗迹人口非常多,聚居地发展趋势兴盛的特性。据李世伟详细介绍,此次考古发现为讨论远古时代黄河河段社会发展的繁杂与文明行为过程出示了强有力的考古学证据。
㈦ 水泥的成分和水泥的制造过程是什么
水泥的主要成分:主要成分是硅酸盐。水泥的种类较多,其组成有所区别。普通水泥主要成分的名称、化学式:硅酸三钙 、硅酸二钙 、铝酸三钙:3CaO·SiO2,2CaO·SiO2,3CaO·Al2O3
生产工艺 硅酸盐水泥生产工艺流程可分为生料制备、熟料煅烧、水泥制成(粉磨)和包装等过程。
1.生料制备 包括从原料破碎开始至成分调配到合乎要求的生料过程。生料制备有干法和湿法两种方法。在干法制备过程中,石灰石等大块硬质原料,按传统工艺是先经过一次破碎至大小在100mm左右的块料,或再经第二次破碎至小于25mm的块料(近年来已发展一次即破碎至小于25mm的块料工艺)。粘土等含水原料则应经烘干再与石灰石、铁矿石等按比例送入磨机内,研磨成细的生料粉木料烘干机,输入搅拌库,在库中用压缩空气搅拌,并调整成分至合格的生料粉。湿法制备生料过程与干法的主要区别,在于粘土是先用水淘洗成泥浆,与石灰石和铁矿石共同研磨至含水分约为35%的生料浆。干法制备生料的主要优点是在煅烧水泥熟料时的热耗比湿法低,每千克熟料的热耗只需要3.6~4.6MJ,而湿法需要 5.2~6.3MJ。但湿法制备的生料成分较易均匀。一些先进干法生产水泥厂,近年来采用原料预均化和生料成分自动控制等措施,以保证生料粉成分的均匀。
木料烘干机
生料的研磨在不同类型的磨机中进行,主要有球磨、管磨、立式磨和烘干与研磨同时进行的中间卸料磨等。为节约研磨过程的电能、提高磨机效率,生产中常采用闭路(圈流)式粉磨,即将出磨机物料先经过一个颗粒分级设备——选粉机,选出细颗粒部分作为产品,粗颗粒部分返回磨机内继续研磨。闭路系统粉磨比开路粉磨(不经过选粉机分级)的产量约可提高15%~25%,并减少了过粉碎现象。缺点是设备投资大、操作和管理较复杂。近年来,又采用一种新型的带选粉机的立式辊轮磨,将破碎、研磨、干燥和分级在同一个装置内完成。目前,最大的立式磨每小时产量可达400t。
2.熟料煅烧 已制备好的生料在不同型式的窑内煅烧成水泥熟料。一般生料粉或生料浆在回转窑内煅烧,中国大多数小型水泥厂均采用立窑煅烧,用立窑煅烧时生料粉中混入需要的煤粉,并加适量水混合制成直径为10~30mm的生料球。立窑煅烧的水泥熟料质量略差,但煅烧温度低,耗煤量较小。木料烘干机为了节约能耗木材粉碎机、提高回转窑的生产能力,自70年代开始发展了窑尾带预热器和分解炉的窑外分解技术。木料烘干机
水泥生料在窑内受热过程中发生一系列物理和化学变化,如游离水的蒸发、粘土脱去结晶水、碳酸钙分解成氧化钙。后者与粘土中的氧化硅和氧化铝及铁矿石间发生固相反应生成化合物,它们的存在形式主要有四种,即硅酸三钙(3CaO·SiO2,简写C3S)、硅酸二钙(2CaO·SiO2,简写C2S),铝酸三钙(3CaO·AI2O3,简写C2A)和铁铝酸四钙(4CaO·Al2O3·Fe2O3,简写C4AF)。还有少量盘式削片机 木片筛分机 木炭炭化炉 木屑机 鼓式削片机 木料输送机 滚筒式木材剥皮机 劈木机木材粉碎机未化合的氧化钙和方镁石 (MgO)。有时还有硫酸盐、钛酸盐等,但数量更少。由于熟料中还含有其他氧化物,上述各化合物并不是以纯的状态存在,往往固溶有其他各种氧化物。故又将它们按照矿物相(即晶相)来命名,如硅酸三钙称阿利特,它在熟料中占50%以上;硅酸二钙称贝利特,约含有25%;铝酸三钙为铝酸盐;铁铝四钙称才利特。从反光显微镜下观察到的水泥熟料结构可见到六方晶体是阿利特,圆粒晶体是贝利特。晶体间的物质系由于物料在1450℃左右温度下有约30%熔融经冷却后形成,称中间相,其中亮的部分是才利特,又称白色中间相(即无定形的非晶相),暗色的是铝酸盐木材粉碎机,又称黑色中间相。水泥熟料化学成分(%)有一定范围要求,氧化钙62~67,氧化硅20~24,氧化铝4~7,氧化铁3~5。
3.水泥制成和包装 从窑内出来的水泥熟料经冷却后加入适量石膏(控制水泥中SO3≤3.5%),在磨机内研细,制成硅酸盐水泥。水泥研磨的细度对水泥质量影响较大,提高细度,可提高水泥的强度,但相应的电耗也增大。细度一般控制在0.08mm方孔筛上的筛余量不大于10%,或者比表面积在3000cm2/g左右。水泥研磨过程中的粉尘较大,因此在设备进出口、输送过程及包装处均应安装收尘设备,如沉降室、旋风收尘器、袋收尘器等。一些先进的工厂中均装有电除尘器。在中国还利用含K2O高的粘土或钾长石代替粘土原料,在煅烧过程中使氧化物挥发至尘埃中,收集含K2O较高的粉尘,可以作钾肥使用。水泥粉常用纸袋包装,但近年来已大量改用散装船、散装车输送,提高了装运效率,降低了成本。
㈧ 当代建筑的水泥,是怎样制造的,有哪些发明过程呢
水泥是建筑当中的胶凝材料,现代水泥的发明可以追溯到1756年,我们常见的水泥主要成分是硅酸盐,硅酸盐通过水化反应后会凝结和硬化,与沙石结合成牢固的混凝土结构,其余还有铝酸盐水泥、硫酸盐水泥等等。
水泥号称“当代建筑的粮食”,水泥加上地球表面随处可见的沙石,再与水混合后,就能形成牢固的混凝土结构,可以说水泥是建筑行业中最伟大的发明,对人类社会的发展有着重要意义,现代水泥的发明并不是一蹴而就的,其中经历了很多次的改进。
相关数据显示,在2018年全球水泥产量39.5亿吨,中国的水泥产量22.1亿吨,占了全球产量的56%;而2018年中国水泥的进口量大约为1360万吨,出口量大约为460万吨,相比产量而言并不多,所以国内水泥生产量基本被国内消化了,这也是我国基建发展的体现。
㈨ 水泥如何制作
水泥的生产,一般可分生料制备、熟料煅烧和水泥制成等三个工序,整个生产过程可概括为“两磨一烧”。
1,生料粉磨,分干法和湿法两种。干法一般采用闭路操作系统,即原料经磨机磨细后,进入选粉机分选,粗粉回流入磨再行粉磨的操作,并且多数采用物料在磨机内同时烘干并粉磨的工艺,所用设备有管磨、中卸磨及辊式磨等。湿法通常采用管磨、棒球磨等一次通过磨机不再回流的开路系统,但也有采用带分级机或弧形筛的闭路系统的。
2,熟料煅烧,煅烧熟料的设备主要有立窑和回转窑两类,立窑适用于生产规模较小的工厂,大、中型厂宜采用回转窑。
3,水泥粉磨,水泥熟料的细磨通常采用圈流粉磨工艺(即闭路操作系统)。为了防止生产中的粉尘飞扬,水泥厂均装有收尘设备。电收尘器、袋式收尘器和旋风收尘器等是水泥厂常用的收尘设备。
由于在原料预均化、生料粉的均化输送和收尘等方面采用了新技术和新设备,尤其是窑外分解技术的出现,一种干法生产新工艺随之产生。采用这种新工艺使干法生产的熟料质量不亚于湿法生产,电耗也有所降低,已成为各国水泥工业发展的趋势。
湿法生产:
将原料加水粉磨成生料浆后,喂入湿法窑煅烧成熟料的方法。也有将湿法制备的生料浆脱水后,制成生料块入窑煅烧成熟料的方法,称为半湿法,仍属湿法生产之一种。
湿法生产具有操作简单,生料成分容易控制,产品质量好,料浆输送方便,车间扬尘少等优点,缺点是热耗高(熟料热耗通常为5234~6490焦/千克)。
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