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水泥是如何制造出来的,比我想象的复杂多了

29837阅读制造原理

现在的人都喜欢在家里或者办公室养一些花草,选一个漂亮适用的花盆就非常重要,网上有很多短视频介绍用水泥DIY花瓶,大家脑洞大开做出了各种各样的水泥花盆,还有利用水泥做成凳子,盘子等用品。

水泥是如何制造出来的,比我想象的复杂多了

家里的水泥地面都会想方设法的再次进行装修,要么木地板要么瓷砖,但随着时代的变化,人们的审美观也发生了改变,开始喜欢简约淳朴的装修风格,带有金属感的水泥地面和墙面又被大家所喜欢,曾经被嫌弃的水泥又卷土重来找到了自己的价值,还成为一种流行元素。

水泥我们小时候又叫“洋灰”,为粉状,主要成分是石灰石及粘土和铁矿粉,加水搅拌后成浆状,经过硬化后就能成为坚固的建筑材料,现代建造的桥梁,房屋,道路等都有水泥的功劳。

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水泥的发展历史

人类最早是没有建筑的,都住在山洞或者树上,后来开始用树枝或茅草建造房子。

随着人类开始使用各种工具后,用石头,泥土,木头建造坚固的房屋,各种建造材料开始使用。

水泥最早在古罗马时期开始使用,用火山灰和石灰加水,用来粘合石头,这样让建造更加坚固。

中国最早在南北朝时期,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年英国人利用泥灰岩烧制成水泥,这也成为第一种现代水泥。

1824年英国发明了硅酸盐水泥,并取得了水泥的专利权。

1889年李鸿章在唐山创办了中国第一家水泥厂。

中国水泥工业经过上百年的发展,早在2003年水泥年产量为8.6亿吨,约占世界总产量的40%。

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水泥凝固硬化原理

在水泥中加入适量的水后,就会变成可随意加工的浆体,随着时间的推移就会凝固成紧密的固体,如果开始就加入石子或者砂就会变成我们所说的混凝土,这个过程就是水泥的凝固硬化。

水泥的凝固硬化是一个复杂的过程,水泥中的物质与水发生反应,初期生成一些小的晶体包裹在水泥颗粒表面,这些细小的晶体靠很小的吸引力粘结在一起,从而形成一种网状结构,叫做凝固结构,由于这种结构靠极小的吸引力无序的连结在一起形成的,所以这种结构的的强度很低,具有明显的可塑性。

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随着时间的推移,水泥中的物质与水发生反应继续进行,水泥颗粒开始溶解缩小,表面的包裹层就像无数颗种子,开始向外生长出细长的纤维,向内生长的纤维与水泥颗粒连接起来,最后就形成像刺猬一样的物体,它会非常小,我们肉眼只能看到坚硬的水泥表面。

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随着时间的推移水泥中的水份逐渐消耗掉,这些纤维之间的联系越来越紧密,最后形成一个坚固的整体,水泥形成强度的过程就是带毛刺的水泥颗粒相互搭接在一起,当遇到无法承受的重力时,这些相互搭接的毛刺就会断裂,水泥就会裂开。

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影响水泥凝固速率和硬化强度的因素有很多,如温度,加水量,还有不同种类的外加剂等因素。

水泥的生产过程

水泥的主要原料是自然界中的石灰石还有砂和铁,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。

先将开采来的石灰石压碎,压碎的石灰石经过传输带被送到机器内,经过再次压碎成高尔夫球那么大。

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压碎的石灰石被送入料斗中,之后加入铁和砂及粘土,加入的比例靠机器控制,再次把混合的矿石压碎,这个过程中吸尘机会吸走石粉,物料被送进筛网,之后会将杂质筛走,现在这些还是生料,

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还要利用高温,加热到1600℃再混合其它成分,高温可以引起连串化学反应,将混合在一起的原料变成水泥,要让它们遇到水就硬化,就要赶走其中的二氧化碳。

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石粉被送进高温窑内,窑不停旋转带动里面的石粉不停翻转,就像洗衣机脱水一样,当混合物从窑内从一头到达另一头时,温度会达到1500℃,用这个温度烧完之后就变成有胶凝性能的材料。

这种被高温“烧熟了”的材料也称“孰料”,孰料经过冷却后,混合最后一种成分石膏,它可以减慢加水到水泥时发生的化学反应,把孰料和石膏直接送去滚球磨机,把原料磨成细粉,就可以装袋出售了。

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水泥的强度

水泥的强度是评价水泥质量好坏的重要标准,是划分强度等级的重要依据,水泥的强度是指硬化后单位面积上承受的最大破坏力,用MPa(兆帕)表示。

我们会看到水泥袋上标注有52.5的字样,这个就时水泥的强度等级,意思就是标准试件能承受最大52.5兆帕的压力,还要如52.5R的字样,R表示早强,表示这种水泥在早期(短时间内)就能达到较高的强度。

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自从有了水泥,楼房越修越高,公路越修越长,城市规模也越来越大,这些都有水泥的功劳,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。

建筑 水泥

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