其实当代建筑的粮食——水泥是如何制成的，又经历了怎样的发明过程？的问题并不复杂，但是又很多的朋友都不太了解，因此呢，今天小编就来为大家分享当代建筑的粮食——水泥是如何制成的，又经历了怎样的发明过程？的一些知识，希望可以帮助到大家，下面我们一起来看看这个问题的分析吧！

水泥被誉为“当代建筑的粮食”。水泥加上地球表面随处可见的沙子和砾石，然后与水混合，可以形成坚固的混凝土结构。可以说，水泥是建筑业最伟大的发明，对人类社会产生了深远的影响。发展意义重大。现代水泥的发明并非一朝一夕的事，经历了许多改进。

古代建筑

在古代，不同的文明发明了不同的建筑胶凝材料。例如，古埃及人使用熟石膏作为胶凝材料，古希腊人使用石灰。后来罗马人改进了古希腊人的方法，罗马人先将石灰溶解在水中，然后与沙子混合形成砂浆。在可能的情况下，添加细磨的火山灰来制作罗马泥。这样建造的建筑更加坚固，许多罗马建筑留存至今。

中国古代还发明了独特的凝胶材料。例如，中国的长城的修建经历了20多个朝代。有的用石灰粘合，有的用黄泥，有的用糯米砂浆等。

南北朝时期（公元5世纪左右），中国人发明了一种名为“三和土”的胶凝材料，它由石灰、粘土和细砂组成。到了明代，出现了由石灰、陶粉、砾石组成的三合土，到了清代，又引进了由石灰、矿渣、沙子组成的三合土。三河土与罗马泥土非常相似。固化后具有高强度和防水性能，非常适合建造大型古建筑。

中国古代的建筑方法长期领先于西方，其胶凝材料也丰富多样。胶凝材料中甚至添加有机物（如糯米汤、桐油、血等）来改变其性能。然而，16世纪以后，西方科学技术的发展开始逐渐超越中国。

现代水泥

罗马迫击炮在西方已经使用很长时间了。虽然具有良好的强度和防水性能，但罗马灰浆无法承受海水的浸泡和侵蚀。 18世纪，英国航海业在航海领域处于世界领先地位。在中国，灯塔可以远距离引导船只，但当时的灯塔经常被损坏，所以英国人拨款给当时的工程师斯米顿，让他承担建造灯塔的任务。

1756年，斯米顿研究了石灰、火山灰和沙子对砂浆性能的影响。他发现将含粘土的石灰石煅烧、细磨并加水形成的砂浆凝固后可以抵抗海水的侵蚀，迎来了现代水泥的开端。在研究的过程中，他还建造了著名的普利茅斯港灯塔。

1796年，英国人派克将粘土石灰石（泥灰岩）制成球体，经高温煅烧，然后磨成细颗粒，得到一种新型水泥，称为罗马水泥（又称天然水泥），并申请了专利。

1824年10月24日，英国泥水匠阿斯珀丁发明了一种全新的水泥，并获得了——硅酸盐水泥的专利，这就是我们常见的硅酸盐水泥。波特兰水泥具有非常好的施工性能。随后的水泥被称为当代建筑的粮食，是波特兰水泥的改进。

硅酸盐水泥最初的制造方法是将石灰石磨细，加入一定量的粘土，与水混合搅拌均匀，形成浆料，然后将浆料放在盘子上，加热、干燥、粉碎，然后将其煅烧。碳酸气体全部逸出，然后冷却、破碎、研磨成为硅酸盐水泥。

水泥的水化反应

水合反应是指溶质溶解在水中后，溶质分子与水分子结合形成水合分子。例如，无水硫酸铜变成五水硫酸铜：

CuSO4+5H2O==CuSO4·5H2O;

本质上，硫酸铜分子和水分子在分子水平上并没有发生变化，但五个水分子和一个硫酸铜分子可以聚集在一起，形成相对稳定的结构。

一般硅酸盐水泥成分为硅酸钙，主要含有硅酸三钙（3CaO·SiO2）、硅酸二钙（2CaO·SiO2）、铝酸三钙（3CaO·Al2O3）、铁铝酸四钙等。 (4CaO·Al2O3·Fe2O3)等，这些物质能与水发生水合反应：

水泥发生水化反应后，会凝固硬化，与沙子一起形成坚硬的混凝土。此外，水化反应还受到温度、湿度、水量、添加剂等因素的影响，有的影响最终强度，有的则影响凝结时间。在一些特殊场合，需要使用具有特定功能的水泥。

不同功能的水泥

水泥经过数百年的发展，已形成一门非常专业的学科。人们针对不同的用途发明了不同功能的水泥，如耐酸性、耐海水侵蚀、抗冻、耐高温、速凝、水下浇注等；另外，在水泥中加入不同的添加剂，也能在很大程度上改变水泥的特性。

例如以下几种情况：

(1)抗洪抢险使用速凝水泥时，加入水泥速凝剂，凝结时间仅需几分钟。

(2)水泥在凝固过程中会放出热量。如果凝固太快，可能会导致混凝土内部变形。因此，对于一些较大的浇注物体，需要添加水泥缓凝剂以延长凝固时间。

(3)对于一些可能处于低温的建筑物，在水泥中添加防冻剂，以减少低温对混凝土的影响。

(4)铝酸盐水泥一般耐热性较高，常用于高温建筑。

……

相关数据显示，2018年全球水泥产量39.5亿吨，中国水泥产量22.1亿吨，占全球产量的56%； 2018年中国水泥进口量约为1360万吨，出口量约为460万吨。吨，与产量相比并不算多，因此国内水泥产量基本被国家消化。这也是我国基础设施发展的体现。

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