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水泥是如何制造出來的,比我想象的復雜多了

現在的人都喜歡在家里或者辦公室養一些花草,選一個漂亮適用的花盆就非常重要,網上有很多短視頻介紹用水泥DIY花瓶,大家腦洞大開做出了各種各樣的水泥花盆,還有利用水泥做成凳子,盤子等用品。

水泥是如何制造出來的,比我想象的復雜多了

家里的水泥地面都會想方設法的再次進行裝修,要么木地板要么瓷磚,但隨著時代的變化,人們的審美觀也發生了改變,開始喜歡簡約淳樸的裝修風格,帶有金屬感的水泥地面和墻面又被大家所喜歡,曾經被嫌棄的水泥又卷土重來找到了自己的價值,還成為一種流行元素。

水泥我們小時候又叫“洋灰”,為粉狀,主要成分是石灰石及粘土和鐵礦粉,加水攪拌后成漿狀,經過硬化后就能成為堅固的建筑材料,現代建造的橋梁,房屋,道路等都有水泥的功勞。

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水泥的發展歷史

人類最早是沒有建筑的,都住在山洞或者樹上,后來開始用樹枝或茅草建造房子。

隨著人類開始使用各種工具后,用石頭,泥土,木頭建造堅固的房屋,各種建造材料開始使用。

水泥最早在古羅馬時期開始使用,用火山灰和石灰加水,用來粘合石頭,這樣讓建造更加堅固。

中國最早在南北朝時期,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年英國人利用泥灰巖燒制成水泥,這也成為第一種現代水泥。

1824年英國發明了硅酸鹽水泥,并取得了水泥的專利權。

1889年李鴻章在唐山創辦了中國第一家水泥廠。

中國水泥工業經過上百年的發展,早在2003年水泥年產量為8.6億噸,約占世界總產量的40%。

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水泥凝固硬化原理

在水泥中加入適量的水后,就會變成可隨意加工的漿體,隨著時間的推移就會凝固成緊密的固體,如果開始就加入石子或者砂就會變成我們所說的混凝土,這個過程就是水泥的凝固硬化。

水泥的凝固硬化是一個復雜的過程,水泥中的物質與水發生反應,初期生成一些小的晶體包裹在水泥顆粒表面,這些細小的晶體靠很小的吸引力粘結在一起,從而形成一種網狀結構,叫做凝固結構,由于這種結構靠極小的吸引力無序的連結在一起形成的,所以這種結構的的強度很低,具有明顯的可塑性。

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隨著時間的推移,水泥中的物質與水發生反應繼續進行,水泥顆粒開始溶解縮小,表面的包裹層就像無數顆種子,開始向外生長出細長的纖維,向內生長的纖維與水泥顆粒連接起來,最后就形成像刺猬一樣的物體,它會非常小,我們肉眼只能看到堅硬的水泥表面。

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隨著時間的推移水泥中的水份逐漸消耗掉,這些纖維之間的聯系越來越緊密,最后形成一個堅固的整體,水泥形成強度的過程就是帶毛刺的水泥顆粒相互搭接在一起,當遇到無法承受的重力時,這些相互搭接的毛刺就會斷裂,水泥就會裂開。

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影響水泥凝固速率和硬化強度的因素有很多,如溫度,加水量,還有不同種類的外加劑等因素。

水泥的生產過程

水泥的主要原料是自然界中的石灰石還有砂和鐵,經過復雜的工序加工,最后成品就是一種用時加水的超級膠水。

先將開采來的石灰石壓碎,壓碎的石灰石經過傳輸帶被送到機器內,經過再次壓碎成高爾夫球那么大。

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壓碎的石灰石被送入料斗中,之后加入鐵和砂及粘土,加入的比例靠機器控制,再次把混合的礦石壓碎,這個過程中吸塵機會吸走石粉,物料被送進篩網,之后會將雜質篩走,現在這些還是生料,

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還要利用高溫,加熱到1600℃再混合其它成分,高溫可以引起連串化學反應,將混合在一起的原料變成水泥,要讓它們遇到水就硬化,就要趕走其中的二氧化碳。

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石粉被送進高溫窯內,窯不停旋轉帶動里面的石粉不停翻轉,就像洗衣機脫水一樣,當混合物從窯內從一頭到達另一頭時,溫度會達到1500℃,用這個溫度燒完之后就變成有膠凝性能的材料。

這種被高溫“燒熟了”的材料也稱“孰料”,孰料經過冷卻后,混合最后一種成分石膏,它可以減慢加水到水泥時發生的化學反應,把孰料和石膏直接送去滾球磨機,把原料磨成細粉,就可以裝袋出售了。

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水泥的強度

水泥的強度是評價水泥質量好壞的重要標準,是劃分強度等級的重要依據,水泥的強度是指硬化后單位面積上承受的最大破壞力,用MPa(兆帕)表示。

我們會看到水泥袋上標注有52.5的字樣,這個就時水泥的強度等級,意思就是標準試件能承受最大52.5兆帕的壓力,還要如52.5R的字樣,R表示早強,表示這種水泥在早期(短時間內)就能達到較高的強度。

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自從有了水泥,樓房越修越高,公路越修越長,城市規模也越來越大,這些都有水泥的功勞,它是現代社會建設不可缺少的基本材料之一,水泥改變了地球面貌,被稱為推動人類文明的發明之一,是人類文明的基石。

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