水泥工艺学大学教学课件

1.2 胶凝材料的分类
有机胶凝材料（如：沥青、各种树脂 ） 气硬性胶凝材料（如：石灰、石膏） 无机胶凝材料 水硬性胶凝料（如：水泥 ）
拌水后只能在空气 中 硬化不能在水中硬化
拌水后既能在空气 中 硬化又能在水中硬化
1.3 胶凝材料发展简史
天然粘土时期：新石器时代（4000—10000年前） 石膏-石灰时期：公元前2000-3000年 石灰-火山灰时期：公元初 天然水泥时期 ：18世纪后期 现代水泥时期：19世纪初开始
多品种水泥时期
随着现代工业的发展，到20世纪初，仅仅有硅
酸盐水泥、石灰、石膏等几种胶凝材料已远远不能满 足重要工程建设的需要。生产和发展多品种多用途的 水泥是市场的客观需求，如铝酸盐水泥、快硬水泥、 抗硫酸盐水泥、低热水泥以及油井水泥等等。
1.5 水泥的定义
水泥——是指细磨成粉末状，加水拌和成塑 性浆体后，能胶结砂、石等适当材料并能在空气中
中国古长城
（公元7世纪开始建、3世纪秦王连、明朝完工、 距今2700年历史，西起甘肃嘉峪关东至辽宁省
埃及金字塔
（距今4500年历史，埃及国王建造陵墓）
的鸭绿江边，全长635万米）。

古埃及的金字塔、中国古长城所用建筑材料—— 石块、砖是用什么材料粘结的？
1.1 胶凝材料的定义
胶凝材料——是指在物理、化学作用 下，浆体变成坚固石状体，并能胶结其他 物 料且具有一定机械强度的物质。
比例% 16.8 38.8
2）在未来的5年里，中国新型干法水泥工业的平
均增长率有望保持在8%左右，到2010年预分解窑水泥
产量占全国水泥总产量的比例达到50%以上； 3）2500t/d熟料左右的生产线，在沿海发达地区
的竞争能力已经大大下降，许多大型集团把建设
5000t/d以上级生产线作为发展重点（仅海螺集团一 家就建成投产了四条10000t/d熟料生线）。
其他的水泥制造设备也不断更新换代
1971年开发了水泥窑外分解技术，从而带来了水泥 生产技术的重大突破，揭开了现代水泥工业的新篇章
1.8 世界水泥的发展
1825年—1877年 立窑煅烧水泥熟料 1877年 —1905年 1887年用回转窑烧制水泥 熟料获得专利权
蛋窑遗址
1825年人类用间歇式的土
土立窑 回转窑
水泥工艺技术
第一章 绪 论
水泥工艺技术课程的特点和学习要求
特点： 《水泥工艺技术》是省级教改试点专业“材料工程
技术”（水泥工艺方向）的一门主干专业技术课程。本
课程按专业服从市场、课程服务专业和“以岗为纲”原 则，以新型干法水泥生产企业岗位操作人员所需知识和
能力为依据，以化学分析技术、硅酸盐工业热工基础等
有规范的水泥工业建设机制，又因连年战乱，许多水 泥厂不能持续稳定地生产。1949年，全国水泥总产量 为66万吨 。
3.自行研制阶段 50年代—60年代，我国开始研制湿法回转窑和半 干法立波尔窑生产线成套设备，并进行预热器窑的试 验，使我国水泥工业生产技术和生产设备取得较大进
步。这期间，先后新建、扩建了30多个重点大中型的
长城
金字 塔 泥巴 墙
灯塔
长江大桥
1.4 水泥的发明和发展
水泥的发明时期（也称硅酸盐水泥时期）
19世纪初（1810～1824年），用人工配合粘土与石灰石经煅
烧、磨细以制造水硬性胶凝材料已经开始组织生产。 1824年，英国人阿斯普丁将粘土与石灰石配合烧制成块（熟
料），再经磨细而成水硬性胶凝材料，加水拌和后能硬化制成人
我国已是水泥生产大国，水泥总产量为世界首位，但人均
产量较低，总体技术水平不高，不是水泥生产强国。主要表现
在：一是立窑水泥企业仍占较大比例，立窑水泥厂生产成本较 高，劳动生产率较低，产品质量不够稳定，环境污染比较严重。 二是水泥生产技术进步加快，总体技术水平与世界先进水平有 较大差距，在设备大型化、技术性能、能耗指标、机电一体化 水平以及设备的材质、结构、成套性、可靠性等方面都有明显 的差距。三是水泥产业结构不合理，大中型水泥企业数量少，
硬化的粉状水硬性胶凝材料。简言之，水泥是一种
水硬性胶凝材料。
1.6 水泥的分类
按其用途和性能 分
通用水泥
专用水泥
特性水泥
硅酸盐水泥系列（简称硅酸盐水泥） 铝酸盐水泥系列 按水泥的组成分 氟铝酸盐水泥系列 硫铝酸盐水泥系列 铁铝酸盐水泥系列 其他
1.7 水泥的用途
建筑：房屋 桥梁 道路 大坝 涵洞 石油： 固井
地矿：固矿井
医药：假牙 人造骨骼
其它：
水泥用途举例
南京城墙
现代建筑
长城
桥 水泥管
美国世贸大厦 水泥喷浆作业
美国世贸大厦 水泥空心砖
BGR型水泥壳电阻 器
腹膜水泥膜板
水泥刨花板
水泥井 盖
水泥花 瓶
水泥花 瓶
1928年—1950年 1928年德国发明了立波尔窑；使 窑的产量明显提高，热耗降低较多 1950年—1971年 1950年悬浮预热器窑的发明，更 使熟料热耗大幅度降低；熟料冷却设备也有了较大发展，
湿法回转窑和半干法立波尔窑生产企业，同期，也建 设了一批立窑水泥企业。
70年代—80年代，我国自行研制的日产700吨、1000吨、
1200吨、2000吨熟料的预分解窑生产线分别在新疆、江苏邳县、 上海川沙、辽宁本溪和江西水泥厂建成投产；从1978年开始，
我国相继从国外引进了一批日产2000吨—4000吨熟料的预分解
4）市场竞争、企业兼并、外资渗入促使新型干法迅猛发展；
（1）国内企业利用新型干法技术进行企业间的兼并，涌现 了一批大型水泥集团公司，如海螺、天山、冀东、山水等； （2）外资的渗入，使先进的新型干法在国内高速发展，起 到了示范效应，如拉法基、菲律宾康达集团、日本小野田、韩国 大宇等； （3）民间资本的参与，使新型干法在经济发达地区快速发
高标号水泥产量比例低。四是水泥行业职工队伍大，技术队伍
力量不足，人才相当缺乏。
4.产业结构调整 蓬勃发展阶段 90年代—本世纪初 A.产业结构调整 1）东部和沿海沿江经济发达地区原则上发展日产
4000吨及以上的新型干法窑外分解水泥生产线；
2）其他地区可发展日产2000吨～4000吨的新型干法 线；
1905年—1910年 1910年—1928年
1905年发明了湿法回转窑 1910年立窑实现了机械化连续
机械化立窑
生产，发明了机立窑
湿法回转窑
1.9 中国水泥的发展
1.早期发展阶段（1889年至1937年） 1889
年，我国第一个水泥厂—--河北唐山细绵土厂 （后改组为启新洋灰公司，现为启新水泥厂）建
工石，并具有较高强度，其外观与当时建筑上常用的英国波特兰 岛上出产的岩石相似，故称之为“波特兰水泥”（Portland
Cement），并于1824年10月21日首先获得该产品的专利权。
水泥熟料外观与当 时建筑上常用的英 国波特兰岛上的岩 石相似，故称之 “波特兰水泥” （Portland Cement）
展，并逐步向内地进军，特别是浙江的民间资本最有眼光、行动
最快。
结语：
新型干法水泥生产是水泥行业最先进的生产
技术，代表了水泥工业发展的方向，随着新型干法 水泥生产的进一步发展，对水泥专业人才的需求量
也逐步增大，但要求也同时提高, 要求中控操作人
员必须掌握工艺技术，熟悉设备、计算机操作，所 以我们必须加强学习（理论知识+操作技能），努 力提高专业技术水平，才能够适应新型干法水泥生 产发展对人才的需求！
立，于1892年建成投产，并正式生产水泥 ，以后，
又相继建立了大连、上海、中国、广州等水泥厂 。
2.衰落停滞阶段（1937年至1949年）
先后建设了哈尔滨、本溪、小屯、抚顺、锦西、牡丹
江、工源、琉璃河、重庆、辰西、嘉华、昆明、贵阳、 泰和 、华新、江南等水泥厂 。这些水泥厂大多数是由
外国人主持设计和建设，生产设备主要来自国外，没
窑生产线成套设备，先后建成了冀东、宁国、柳州、云浮等大 型水泥企业，这些大型水泥厂的建成，不仅极大地改善了水泥 生产结构，而且迅速提高了我国的新型干法水泥生产能力和技 术水平。
•最大特色是水泥产品的80%是由立窑水泥企业生产 的。改革开放以来，我国水泥生产年产量平均增长 12%以上，1985年水泥总产量跃居世界第一，并保 持至今，水泥总产量占世界水泥总产量的30%以上。 2000年，我国水泥总产量达5.5亿吨。
课程为基础，设置教学内容。
学习要求： 1.根据每章教学内容，老师会作具体的学习要求，希同
学们按老师的要求认真学习。
2.本课程是一门专业理论课，所以要求同学们掌握基本 理论和基本概念、以及基本的计算方法。
3.本课程又是一门专业实践课，老师在教学过程中会联
系很多生产实际问题，同学们一定要吸取实际生产中的一些 经验和教训；同时配套的实践教学课程有水泥物理性能检测 技术、认识实习、生产实习、水泥生产控制模拟操作实训、 水泥物理性能检测技术及其实训等，同学们一定要将理论与 实践结合起来学习和记忆，收到良好的学习效果。
3）除边远地区、交通不便、经济欠发达地区外，原
则上不再扩建、新建日产1000吨及以下规模的生产线。
B.发展状况
1）到2005年底，全国累计建成投产的新型干法生产线有
600条以上，预分解窑水泥产量占全国水泥总产量的比例，由 2002年的16.8%增长到38.8%；
年度 2002 2005
总产（亿 新型（亿吨） 吨） 7.05 10.5 1.18 4.04