【正文】 8世紀(jì) 石灰、火山灰 天然水泥時(shí)期 18世紀(jì)下半葉 天然水泥 石灰被人們用了數(shù)千年，一直到史密頓遇上了“ 倒霉事 ”為止，發(fā)現(xiàn)了 天然水泥 。 膠凝材料 定義： 指在物理、化學(xué)作用下，能 從漿體變成堅(jiān)固的石狀體 ，并能 膠結(jié)其他物料 而具有一定 機(jī)械強(qiáng)度 的物質(zhì)，又稱膠結(jié)料。說明 課程說明 課程類別：指選課 學(xué)分： 3 學(xué)時(shí)數(shù)： 理論： 40學(xué)時(shí) 實(shí)驗(yàn)： 8學(xué)時(shí)，王凱鋒老師指導(dǎo) 第 13周之后 課程重要性 說明 教材說明 原教材： 《 水泥工藝學(xué) 》 91年 7月版 －本科教材 －標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)指標(biāo)、工藝舊 理論部分未見其它參考書籍更新 現(xiàn)教材： 《 水泥工藝技術(shù) 》 2023年 6月版 －高職高專教材 －標(biāo)準(zhǔn)亦舊、工藝部分較全、實(shí)用性高 對(duì)工作有參考價(jià)值、理論偏少，未深入。 ? 缺課一次扣 2分，遲到一次扣 1分 第一章 緒論 一、水泥的起源與發(fā)明 二、水泥的定義和分類 三、水泥在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的作用 四、水泥工業(yè)的發(fā)展概況 五、水泥工業(yè)的環(huán)境保護(hù) 水泥的起源與發(fā)明 水泥： 起源于 膠凝材料 。石灰為何能產(chǎn)生膠凝性？ 膠凝材料的發(fā)展簡(jiǎn)史 階段 時(shí)間 膠凝材料 天然黏土?xí)r期 新石器時(shí)代 距今約4000— 10000年 天然黏土 石膏一石灰時(shí)期 公元前 2023— 3000年 石灰、石膏 石灰一火山灰時(shí)期 公元初至 18世紀(jì) 石灰、火山灰 在石灰中摻加某些火山灰沉積物，不僅強(qiáng)度提高，而且還具有一定的抗水性。 水泥的定義和分類 分類 通用水泥 專用水泥 特性水泥 按用途和性能分類 一般土木建筑工程上使用水泥 。 P8－－七大品種 (1) 水泥的定義和分類 分類 通用水泥 專用水泥 特性水泥 按用途和性能分類 有專門用途的水泥 。 以水泥的主要水硬性礦物名稱冠以水泥的主要特性命名。 有某種特殊性能的水泥 。 水泥的定義和分類 分類 硅酸鹽 鋁酸鹽 硫鋁酸鹽 鐵鋁酸鹽 氟鋁酸鹽 其他 按水泥主要水硬性物質(zhì)所屬體系分類 (2) 以火山灰性或潛在水硬性材料以及其他活性材料為主要組分的水泥。由于它可預(yù)報(bào)天氣、濕度的變化，故又稱為氣象水泥。 水泥的定義和分類 國(guó)外性能各異的特種水泥 國(guó)外研究出一種夜光水泥。 水泥的定義和分類 國(guó)外性能各異的特種水泥 自愈水泥內(nèi)摻一些粘性流體并山一些多孔的纖維包裹，一旦水泥裂縫，纖維外包裝也破裂，將混合物放出，填補(bǔ)裂縫 。 水泥的定義和分類 國(guó)外性能各異的特種水泥 這種水泥是將共聚物乳液、水泥和水混介而成，共聚物是在存在非離子或陽離子表而活性劑的條件下，由烯類不飽和單體與酸加成物共聚合而成。 水泥在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的作用 四大基礎(chǔ)工程材料： 水泥 、鋼材、木材、塑料 現(xiàn)雖有許多新的膠凝材料出現(xiàn)，尚無任何一種材料可以取代水泥作為基礎(chǔ)工程材料的地位。 （ 1）、我國(guó)水泥工業(yè)的發(fā)展概況 產(chǎn)量持續(xù)增長(zhǎng) － 80年 80年重點(diǎn)企業(yè) t 技術(shù)：立窯為主?；春?、柳洲兩條 3000t/d新型干法開始建設(shè)。但由于技術(shù)、管理、體制上原因，這一時(shí)期新型干法窯在達(dá)標(biāo)達(dá)產(chǎn)及投資上存在問題較多。建成的相當(dāng)部分的新型干法生產(chǎn)線，受達(dá)標(biāo)達(dá)產(chǎn)、匯率變動(dòng)、貸款利率較高等因素影響，在其后來的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)中面臨較大困難，如江西、魯南、柳州、淮海、珠江、云浮、順昌等項(xiàng)目。 年份 全國(guó)產(chǎn)量（萬噸） 增長(zhǎng)量（萬噸） 增長(zhǎng)率（ %） 1991 25261 4290 1992 30822 5561 1993 36788 5966 1994 42118 5330 1995 47561 5443 （ 1）、我國(guó)水泥工業(yè)的發(fā)展概況 產(chǎn)量持續(xù)增長(zhǎng) － 2023年 背景：隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度減緩，水泥市場(chǎng)形勢(shì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)變，逐漸由長(zhǎng)期以來的供不應(yīng)求轉(zhuǎn)向了總量過剩。水泥市場(chǎng)開始轉(zhuǎn)向買方市場(chǎng)。而九五后期建成的一批國(guó)產(chǎn)化或國(guó)產(chǎn)化程度較高的 2023t/d、 4000t/d項(xiàng)目，投資較低，在未來的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中將處于優(yōu)勢(shì)地位。 年份 新型干法水泥產(chǎn)能 比例 (%) 1995 2853萬噸 6 2023 7188萬噸 12 2023 33 2023 45 （ 1）、我國(guó)水泥工業(yè)的發(fā)展概況 規(guī)模生產(chǎn)擴(kuò)大 年份 國(guó)家重點(diǎn)支持的十大水 泥企業(yè)集團(tuán)產(chǎn)量 比例 2023 2023 15 （ 1）、我國(guó)水泥工業(yè)的發(fā)展概況 裝備水平提高 水泥行業(yè)科研創(chuàng)新與技術(shù)開發(fā)能力不斷提高，裝備制造水平有了很大進(jìn)步。 2023年全行業(yè)實(shí)現(xiàn)利潤(rùn) 。這些問題的產(chǎn)生，既有長(zhǎng)期低水平發(fā)展積累的原因，也有近兩年在市場(chǎng)需求拉動(dòng)下，一些企業(yè)不顧產(chǎn)業(yè)政策，低水平盲目擴(kuò)張所帶來的后果。其中立窯企業(yè) 4000多家，全行業(yè)平均規(guī)模只有 22萬多噸 。 2023年， 85%， 及以上的約占 12%，其余為特種水泥。由于目前采用立窯等落后生產(chǎn)工藝的能力還占相當(dāng)比重，造成我國(guó)水泥工業(yè)整體能耗還比較高。目前多數(shù)立窯和干法中空窯企業(yè)粉塵排放濃度嚴(yán)重超標(biāo)。特別是一些水泥企業(yè)不建礦山，采用民采民運(yùn)方式，不重視環(huán)境保護(hù)和資源的合理開采利用，資源和生態(tài)環(huán)境的破壞也較嚴(yán)重。在消耗上述巨額能源、資源的同時(shí)，還加劇了大氣污染 (燃用煤炭、砍伐森林造成的負(fù)面效應(yīng)；水泥裝袋、搬運(yùn)、拆袋時(shí)的破袋揚(yáng)塵 )、水資源枯竭等重大環(huán)保問題。 (2)、發(fā)展中存在的主要問題 水泥散裝率低 中國(guó)政府曾在 20世紀(jì)先后三次設(shè)定發(fā)展散裝水泥的總目標(biāo)。近期， 2023年達(dá)到 40％；中期， 20232025年達(dá)到 70％；遠(yuǎn)期， 20252035年達(dá)到 90％，比中國(guó)到 2049年達(dá)到中等發(fā)達(dá)國(guó)家水平的現(xiàn)代化進(jìn)程提前 15年左右。中國(guó)農(nóng)村發(fā)展散裝水泥的基本特點(diǎn)是小、少、廣、差、缺、慢。預(yù)拌混凝土和砂漿 (以下統(tǒng)稱預(yù)拌混凝土 )的發(fā)展是建筑工業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志，體現(xiàn)了散裝水泥使用方式的現(xiàn)代化，是使用散裝水泥的大市場(chǎng)。這與水泥生產(chǎn)大國(guó)的地位極不相稱，應(yīng)該引起重視，努力突破。 (3)、 我國(guó)水泥工業(yè)發(fā)展的主要途徑 充分利用水泥窯焚燒垃圾技術(shù) 發(fā)達(dá)國(guó)家利用水泥工業(yè)回轉(zhuǎn)窯處理可燃廢棄物和生活垃圾方面比較成熟，并具有一定的規(guī)模。研究開發(fā)高性能水泥是有利于我國(guó)環(huán)境保護(hù)和水泥工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。 隨著水泥生產(chǎn)線能力的大型化，形成了年產(chǎn)數(shù)百萬噸乃至千萬噸的水泥廠，特大型水泥集團(tuán)公司的生產(chǎn)能力也達(dá)到千萬噸到 1億噸以上。 （ 4）努力提高窯系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)率，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。 （ 2）、生產(chǎn)管理決策的科學(xué)化、網(wǎng)絡(luò)化和信息化，例如管理信息化系統(tǒng) MIS 、辦公自動(dòng)化 OA 、企業(yè)資源計(jì)劃 ERP,需求計(jì)劃 HRP等。 通用水泥生產(chǎn)的主要工藝過程 (書 P) 通用水泥生產(chǎn)的主要工藝過程 (書 P) 通用水泥生產(chǎn)的主要工藝過程 (書 P) 五、通用水泥生產(chǎn)的主要工藝過程 (書 P13) 氣硬性石灰應(yīng)用過程 原料：石灰?guī)r（主要成分為碳酸鈣 CaCO3） 生石灰（ CaO） 煅燒 一般煅燒溫度在 11001200℃ 熟石灰（ Ca(OH)2 ） 熟化 (消解或淋灰 )加水 在空氣中硬化 結(jié)晶、碳化 氣硬性石灰硬化原因 石灰漿體在空氣中逐漸硬化，是由下面兩個(gè)過程同時(shí)進(jìn)行完成的 ： 游離水分蒸發(fā)，氫氧化鈣逐漸從飽和溶液中結(jié)晶。而且，碳化作用在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)只限于表面， 石灰漿硬化后，是由碳酸鈣和氫氧化鈣兩種不同的晶體組成 。 石灰 +火山灰 石灰 +火山灰：可提高強(qiáng)度，且具有一定的抗水性 在一些火山灰質(zhì)的混合料中，存在著一定數(shù)量的 活性二氧化硅、活性氧化鋁 等活性組分。英國(guó)政府命令工程師 史密頓（ ） 用最快的速度重建這座燈塔。 天然水泥的發(fā)現(xiàn) 不料，史密頓卻因禍得福。”史密頓馬上對(duì)這些石灰進(jìn)行了檢驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這些石灰的確不純，其中竟含有多達(dá)約 20％的黏土。 1820年前后，俄國(guó)建筑師契利耶夫在莫斯科地區(qū)從事建筑施工時(shí)，就用這種方法燒石灰，造了好些建筑物，其中最著名的是用它來修復(fù)克里姆林宮的墻垣。后來他又 由此想到 ，煤高溫燃燒后的煤渣、煉鐵高爐里流出的經(jīng)高溫冶煉的礦渣可能也有類似的功能， 經(jīng)試驗(yàn) 也證實(shí)了他的想法是對(duì)的。 水泥的發(fā)明 “波特蘭水泥”最早的一次大規(guī)模應(yīng)用，是建造了穿越泰晤士河河底的隧道。 唐山細(xì)綿土廠 （后改組為啟新洋灰公司，現(xiàn)為啟新水泥廠） 是中國(guó)最早的民族水泥企業(yè)，創(chuàng)建于 1889年，比澳門的青洲英坭廠晚了 3年，是中國(guó)人開辦的第一個(gè)水泥廠。所以可以利用燒水泥的流程與一些設(shè)備來焚燒處理城市生活垃圾。 有資料表明，法國(guó)拉法基公司，目前可燃性廢棄物替代自然礦物質(zhì)燃料的替代率已達(dá) 50％左右。 國(guó)外的城市生活垃圾在源頭進(jìn)行了分類和控制，有利于采用水泥生產(chǎn)系統(tǒng)焚燒