水泥制造过程(水泥是石灰加水生成的？)

Posted 2023-05-30

篇首语：君不见长松卧壑困风霜，时来屹立扶明堂。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了水泥制造过程(水泥是石灰加水生成的？)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

水泥制造过程(水泥是石灰加水生成的？)

水泥是石灰加水生成的？

最近有人问我这么一个问题，“水泥是石灰加水生成的？”我最近呢正好在备考一级注册建筑师，前不久刚看了建筑材料这一块内容，正好借此机会将知识点梳理一下，那么水泥和石灰到底有什么区别和关联呢。其实它们同属胶凝材料。

什么是胶凝材料

首先有个概念叫胶凝材料，土木工程材料中，凡是经过一系列物理、化学变化能将散粒状或块状材料粘结成整体的材料，统称为胶凝材料。看起来和胶水的作用有点相似。

胶凝材料按成分分为有机胶凝材料（沥青、树脂等有机高分子化合物为基本成分）和无机胶凝材料（无机物为主要成分），胶凝材料按硬化条件不同又分为气硬性胶凝材料和水硬性胶凝材料。

气硬性胶凝材料只能在空气中硬化，也只能在空气中保持和发展其强度，如石灰、建筑石膏、水玻璃、菱苦土等。一般只能用于地上干燥环境。

水硬性胶凝材料既能在空气中硬化，又能在水中硬化、保持和继续发展其强度，如各种水泥。可在地上、地下或水中使用。

由上可看出水泥是水硬性无机胶凝材料，而石灰是气硬性无机胶凝材料，它们两个属于一条线上的不同分支，那么到底什么是石灰，什么是水泥，它们在建筑工程中又各自扮演着怎样的角色呢？

气硬性无机胶凝材料--石灰

石灰包括生石灰、磨细生石灰粉与消石灰粉等，这里主要讲生石灰。

石灰

生石灰(CaO)是由石灰石(CaCO3)经过煅烧分解得到的,明代诗人于谦有首诗《石灰吟》 “千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲。粉骨碎身浑不怕，要留清白在人间。”讲的就是石灰的制作过程。而建筑生石灰的生产原料主要就是石灰石，建筑生石灰除了含有氧化钙还有氧化镁、未消化残渣等其它物质，生石灰按氧化镁的含量分钙质生石灰（MgO≤5%）和镁质生石灰（MgO＞5%）。

石灰石

生石灰在使用时加水消解成熟石灰Ca(OH)₂，这个过程会大量放热，同时体积也会急剧膨胀（增大1~2.5倍），因为石灰石在窑内煅烧常会产生熟化过头的过火石灰。过火石灰会使表面常被杂质融化形成的玻璃釉状物包裹，熟化很慢．当石灰已经硬化后，其中的过火颗粒才开始熟化，体积膨胀，引起隆起和开裂。为了避免这种情况发生，就会将石灰浆贮存在坑中两周以上时间，这操作称为“陈伏”。

陈伏

通常石灰加砂用来制作石灰砂浆，石灰浆会在空气中逐渐硬化使砂浆获得强度（因为石灰是气硬性无机胶凝材料，而且使用环境要干燥），这个过程分2步，首先石灰浆游离的水分蒸发从而使Ca(OH)₂从饱和溶液中结晶析出，然后Ca(OH)₂与空气中的二氧化碳化合生成CaCO3结晶，释出水分并蒸发，这个硬化过程很慢，所以强度比较低。

石灰除了用来配置石灰砂浆以外，还可配置用作涂料的石灰乳，用作砖基础垫层的石灰土或三合土等等。

这里提一下另一个气硬性无机胶凝材料建筑石膏（熟石膏、半水石膏），它的特性是凝结硬化快，硬化后体积微膨胀、尺寸稳定、抗火性好、孔隙率大，但耐水性和抗冻性较差。

石膏粉

水硬性无机胶凝材料--水泥

水泥按用途和性能分为通用水泥（如硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥等）、专用水泥（如道路水泥、大坝水泥等）、特种水泥（某种性能比较突出，如快硬硅酸盐水泥、膨胀水泥）。

建筑工程主要常用通用水泥。

水泥

硅酸盐水泥由硅酸盐水泥熟料、0~5%石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成，国外又称波特兰水泥，其中硅酸盐水泥熟料是由石灰质原料与黏土质原料等配成的生料烧至部分熔融得到的以硅酸钙为主要成分的产物。

水泥加水后，水泥中的熟料矿物会立即水化并放热，水化生成后的产物主要含凝胶类（水化硅酸钙）和晶体类（氢氧化钙、水化硫铝酸钙）等。水泥加水生成的胶体状水化产物聚集在颗粒表而形成水化物膜层，使化学反应减慢，此阶段的水泥浆既有流动性又有可塑性，这就是水泥的凝结。随着生成的胶体状水化产物不断增多，膜层增厚并相互连接构成疏松的网状结构，使浆体逐渐失去流动性，继而完全失去可塑性，并开始产生结构强度，最后形成具有较高强度的水泥石，这就是水泥的硬化。

水泥的瞬凝与缓凝：如果水泥熟料中铝酸三钙含量高，石膏掺量少会导致水泥浆凝结很快，形成一种粗糙非塑性的混合物并放大量热，解决这个问题的方法就是掺入石膏，石膏能与水化铝酸钙反应生成水化硫铝酸钙以阻止铝酸三钙迅速水化来达到缓凝的目的。

在生产水泥时为了改善水泥性能，调节水泥强度等级，增加水泥品种，会掺入一定量的混合材料（粒化高炉矿渣、火山灰、粉煤灰等），形成了建筑工程常用的六种水泥：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥（掺量少）、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰质硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥及复合硅酸盐水泥（两种或两种以上掺料）。

水泥还有以铝酸钙为主的铝酸盐水泥，带颜色的白色与彩色硅酸盐水泥等就不一一赘述了。

关于建筑材料中的水泥和石灰就介绍到这啦，想了解更多的建筑知识或一起备考注册师的小伙伴们多多关注我哦[灵光一闪]。