水泥的制作工艺

水泥的制作工艺

制造水泥的主要原料是石灰石（80％～90％，为质量分数，以下同）、粘土（10％～15％）和铁矿粉（1％～2％）。为了控制凝结速率），还要在熟料中加入3％以下的石膏。

（1）水泥生料煅烧成熟料的物理、化学变化过程

混合生料进入回转窑的上端，受热到100℃时，主要是水分蒸发，这一段叫干燥带。干燥的生料继续在窑中前进，在与更热的气体相遇时，被加热到600℃左右，这时发生有机物燃烧和高岭土脱水。此时，由于粘土可塑性减低，块料粉碎成粉料，这一带叫做“预热带”。

温度升高到900℃，石灰石发生分解，生成的CaO和粘土组成里的二氧化硅、氧化铝开始发生固态反应，这一段叫“分解带”。当温度升高到1100℃以上，CaO和酸性氧化物的反应大为加快，反应主要是：

3CaO+Al2O3—→3CaO·Al2O3（铝酸三钙）（1200℃时）

这一段叫做“煅烧带”或称“放热反应带”。

温度到达1400℃左右，窑内物料开始烧结，部分开始熔融。这时硅酸二钙仍保持为固态，它熔于熔融液里，与游离的CaO继续反应生成硅酸三钙（3CaO·SiO2）。硅酸三钙以微小的结晶析出，即成熟料。这一段称为“烧结带”。

经过烧结带后，熟料开始冷却而出窑，这一段叫做“冷却带”。

（2）熟料中加入石膏，为什么可以延缓水泥硬化速率？

首先来分析一下水泥的硬化过程：

水泥配上适当分量的水后，调和成浆，经过相当时间，凝固成块，最后成为坚硬如石的物体，这一过程叫做水泥的硬化。硬化时发生下列反应

3CaO·SiO2+2H2O=2CaO·SiO2·H2O+Ca（OH）2（水解）

2CaO·SiO2+H2O=2CaO·SiO2+H2O（水化）

3CaO·Al2O3+6H2O=3CaO·Al2O3·6H2O（水化）

第一个反应生成的Ca（OH）2由于开始时量少而溶解，随着量的增多，变成饱和溶液而后析出胶体Ca（OH）2，引起水合硅酸钙和水合铝酸钙凝成凝胶状胶体，这时水泥具有可塑性。胶状物经过一段时间，渐渐变结实，水泥就失去可塑性而凝结了。由于以上反应随着时间增加从水泥表面向内部慢慢进行，使凝胶更多且更结实。同时在形成胶体时，氢氧化钙凝胶和水合铝酸钙开始结晶，随着时间的增加，结晶的量增多，形成的晶体和无定形水合硅酸钙相结合，使之机械强度不断增大而硬化。

在水泥组成中，和水作用的速率最大的是铝酸三钙和硅酸三钙，因此它们的含量对水泥的凝结硬化速率起着主要作用。当加入石膏时，硫酸钙和铝酸三钙作用，而生成难溶的铝硫酸钙。由于这种化合物的生成，减小了铝酸三钙的作用，使胶凝速率变慢，因而延迟水泥的凝结时间和硬化速率。

（3）水泥的标号

水泥的标号是水泥强度大小的标志，测定水泥标号的抗压强度，系指水泥砂浆硬结28d后的强度。例如检验得到28d的抗压强度为310kg/cm2，则水泥的标号定为300号。抗压强度在300～400kg/cm2者均算为300号。普通水泥有：200、250、300、400、500、600六种标号。200号～300号的可用于一些房屋建筑。400号以上的可用于建筑较大的桥梁或厂房，以及一些重要路面和制造预制构件。按国家规定的强度检验法测得水泥抗压强度数值如下表：

古代人怎么做冰的

最早冰制冷饮起源于中国，那时帝王们为了消暑，让奴隶们在冬天把冰取来，贮存在地窖里，到了夏天再拿出来享用。大约到了唐朝末期，人们在生产火药时开采出大量硝石，发现硝石溶于水时会吸收大量的热，可使水降温到结冰，从此人们可以在夏天制冰了。以后逐渐出现了做买卖的人，他们把糖加到冰里吸引顾客。到了宋代，市场上冷食的花样就多起来了，商人们还在里面加上水果或果汁。元代的商人甚至在冰中加上果浆和牛奶，这和现代的冰淇淋已是十分相似了。

窖冰

旧时传统岁时风俗。亦称“藏冰”。我国北方夏日暑热，冬日结冰，故有于冬季藏纳冰块于冰窖以供来夏使用的风习。此俗起源甚早，《诗经》中即有记载，且多行于宫廷、官府。古代有专门管理此事的官吏，并建有窖冰的“冰井”。宋高承《事物纪原》云：“《周礼》有冰人，掌斩冰，淇凌。注云：凌，冰室也。其事始于此。《邺城旧事》有冰井台。《魏志》云：建安十九年，魏王曹操造此台以藏冰，为凌室，故号冰井。《宋朝会要》曰：建隆三年，置冰井务，隶皇城司也。”清代冰窖分三种：官冰窖，府第冰窖，商民冰窖。

每到十一月三九、四九天，即有伐冰、藏冰之举，颇属盛事。清《会典》“工部都水清吏司藏冰”条云：“凡伐冰取诸御河……岁以冬至后半月，部委司官一人，募夫伐冰，取其明净坚厚者，以方尺有五寸为块。凡纳冰，紫禁城内窖五，藏冰二万五千块；景山西门外窖六，藏冰五万四千块；德胜门外窖三，藏冰三万六千七百块，以供各坛庙祭祀及内廷之用。德胜门外土窖二，藏冰四万块；正阳门外土窖二，藏冰六万块，以供公廨……设暑汤之用。”民国时仍有此俗。

溜冰

传统冬令户外娱乐活动。流行在北方大部分地区。旧时的冰鞋一般是鞋底缚有铁条，也有木板上装铁条然后缚到鞋上。溜冰除“速滑”以外，尚有“苏秦背剑”、“金鸡独立”、“凤凰单展翅”等花样。此外也有不穿冰鞋只用本身穿的鞋或穿老头乐毛窝溜冰的，也叫“滑擦”。《帝京岁时记》：“冰上滑擦者，所著之屐皆有铁齿，流行冰上，如星驰电掣，争先夺标取胜，名曰溜冰。都人于各城外护城河下，群聚滑擦。”又《燕京岁时记》云：“冰鞋以铁为主，中有单条缚于鞋上，身起则行，不暂止。技之巧者，如蜻蜓点水，紫燕穿波，殊可观也。”

颁冰

古代官府的夏令习俗。从周以来，北方地区冬令要藏冰，待次年夏令时取出，宫廷颁赐臣下，民间亦市卖。此俗为古代政令重要的一项。《夏小正》“颁冰”《传》云：“颁冰也者，分冰以大夫也。”当时颁冰还有献牲(羊羔)祭祀的仪俗。明清以来，都城都是北京，此俗更为盛行。明清颁冰在立夏暑伏时节，清代是按官阶发给冰票，凭票领取。《燕京岁时记·颁冰》：“京师自暑伏日起至立秋止，各衙门例有赐冰。届时由工部颁给冰票，自行领取，多寡不同，各有等差。”

卖冰

传统商贸习俗。旧时无制冰设备，夏天消暑的冰多在冬天时藏于窖中，待三伏天热时启冰，开始贩卖。旧时北京一般是在清明时开始卖冰。朱彝尊《日下旧闻·卷三十八》载：“清明日始卖冰，以两铜盏合而击之。”《帝京景物略》也写到了卖冰之俗：“立夏日，启冰，赐文武大臣，编氓得卖买，手二铜盏叠之，其声磕磕，曰冰盏。冰着湿乃消，畏阴雨天，以棉衣盖护，燠乃不消。”

赐冰

旧时官府署衙的消夏习俗。明清时，北京的各衙署都分发皇帝赐给的冰块，从入伏一直持续到立秋。所赐冰因品级不同而各有差等。《燕京岁时记》“按《帝京景物略》称，前明于立夏日启冰赐文武大臣”；又记本朝习俗：“京师自暑伏日起至立秋日止，各衙门例有赐冰。届时由工部颁给冰票，自行领取，多寡不同，各有差等。”

刨冰

旧时民间夏令消暑食品。当时所用的冰块均为头年冬天窖户窖藏的，伏天时取出，用刨子刨出冰屑，拌以白糖和香料供人食用。今天，已被机制冰块和机刨冰屑所代替。

滚冰

传统元宵节俗。东北地区，元宵节小孩儿等要从冰上滚过，并吃一小块冰，俗说此举可以保新的一年腰不疼、腿不瘦、牙不倒。