水泥的歷史與發(fā)展現(xiàn)狀精修訂

1、水泥的歷史與發(fā)展現(xiàn)狀GE GROUP system office room GEIHUA16H-GEIHUA GEIHUA8Q8-水泥的歷史與發(fā)展現(xiàn)狀水泥被譽(yù)為建筑的“糧食”，現(xiàn)代水泥按化學(xué)組成可以分為硅酸鹽水泥、鋁酸 鹽水泥和硫鋁酸鹽水泥三大類。目前，全世界水泥產(chǎn)量已達(dá)20多億噸，是現(xiàn)代社 會不可或缺的大宗產(chǎn)品?，F(xiàn)代水泥的誕生，是在古代眾多建筑膠凝材料的基礎(chǔ)之 上，經(jīng)過人類長期實踐不斷積累的結(jié)果?；仡櫵嗟陌l(fā)展歷程，我們可以一直追溯 到人類文明發(fā)端的上古時期。在中國，大約公元前5000-3000年的仰韶文化時期，就有人用“白灰面”涂抹山 洞、地穴的地面和四壁，使其變得光滑和堅硬?！鞍谆颐妗币?/p>

2、呈白色粉末狀而得 名，它由天然姜石磨細(xì)而成。姜石是一種二氧化硅較高的石灰石塊，常夾在黃土 中，是黃土中的鈣質(zhì)結(jié)核。“白灰面”是至今被發(fā)現(xiàn)的中國最早的建筑膠凝材料。仰韶文化半穴居建筑大約在公元前3000-2000年間，古埃及 采用煨燒石膏作建筑膠凝材料。金字塔過程中就使用了這種材料。在公元前30并入羅馬帝國版圖之前，古埃及人都是使用煨燒石膏來砌筑建筑。羅馬砂漿的制作工藝在當(dāng)時得到了廣泛的傳播。古代法國和英國都曾普遍采用這種三組分砂漿砌筑各種建筑。在歐洲建筑史上，“羅馬砂漿”的應(yīng)用延續(xù)了很長時 間。公元5世紀(jì)，在中國南北朝時代出現(xiàn)了一種名叫“三合土”的建筑材料，它由石 灰、黏土和細(xì)砂所組成?！叭?/p>

3、土”是以石灰與黃土或其他火山灰質(zhì)材料作為膠凝 材料，以細(xì)砂、碎石后爐渣作為填料的混凝土。 “三合土”與“羅馬砂漿”有許多 類似之處。在公元9-11世紀(jì)的歐洲，“羅馬砂漿”技術(shù)幾乎失傳。由于石灰煨燒效果較差， 再加上碎石也并未磨細(xì)，這一時期的砂漿質(zhì)量很差。公元12T4世紀(jì)，石灰燃燒質(zhì) 量逐漸好轉(zhuǎn)，碎磚和火山灰也已磨細(xì)，“羅馬砂漿”質(zhì)量恢復(fù)到原來的水平。18世紀(jì)中葉，英國航海業(yè)蓬勃發(fā)展，然而，由于找不到合適的膠凝材料砌筑燈 塔，英國的航海業(yè)同時也面臨著嚴(yán)峻的安全問題。英國國會不惜重金聘請專家建造 堅固耐用的燈塔。被尊稱為英國土木之父的工程師史密頓(J. Smeaton)承擔(dān)起了 這項任務(wù)。1756

4、年，史密頓在建造燈塔的過程中，研究了 “石灰-火山灰-砂子”三組分 砂漿中不同石灰石對砂漿性能的影響。他發(fā)現(xiàn)，使用含有粘土的石灰石制成的砂漿 加水后能慢慢硬化，在海水中的強(qiáng)度較“羅馬砂漿”高出很多。史密頓的這一發(fā)現(xiàn) 是水泥發(fā)明過程中知識積累的一大飛躍，不僅對英國航海業(yè)做出了貢獻(xiàn)，也對“波 特蘭水泥”的發(fā)明起到了重要作用。1759年，史密頓使用這種新發(fā)現(xiàn)的砂漿一舉建造成功了舉世聞名的普利茅斯港的漩巖(Eddystone)大燈塔。泥”，并取得了該水泥的專利權(quán)?！傲_馬水泥”在生產(chǎn)過程中用到了一種被稱作Sepa Tria”的黏土質(zhì)石灰?guī)r。派克將這種石灰?guī)r磨細(xì)后制成料球，然后在高于 燒石灰的溫度下煨燒，

5、最后進(jìn)行磨細(xì)制成水泥。“羅馬水泥”凝結(jié)較快，可用于與 水接觸的工程，在英國曾得到廣泛應(yīng)用，一直沿用到被“波特蘭水泥”所取代。差不多與“羅馬水泥”生產(chǎn)的同時期，法國人采用泥灰?guī)r制造出水泥。美國人用Rosendale和Louisville地區(qū)的水泥灰?guī)r也制成了天然水泥。在19世紀(jì)80年代 以后很長的一段時間里，天然水泥在美國得到了廣泛應(yīng)用，在建筑業(yè)中曾占很重要 的地位。1822年10月22日，英國人福斯特(J. Foster)發(fā)明的“英國水泥” (BritishCement)獲得英國第4679號專利。福斯特將兩份重量白堊和一份重量黏土混合后 加水濕磨成泥漿，送入料槽進(jìn)行沉淀，置沉淀物于大氣中干燥，

6、然后放入石灰窯中 煨燒，溫度以料子中碳酸氣完全揮發(fā)為準(zhǔn)，燒成產(chǎn)品呈淺黃色，冷卻后經(jīng)細(xì)磨制成 水泥?！坝唷庇捎谌紵郎囟容^低，其質(zhì)量明顯不及“羅馬水泥”，盡管售價 較低，但銷售量不大。這種水泥雖然未能被大量推廣，但其制造方法已是近代水泥 制造的雛型，這是水泥制造工藝中的又一次重大飛躍。1824年，這絕對是一個值 得大書特書的年份。在這一年，世界最早的硅酸鹽水泥一一波特蘭水泥誕生了，它 的發(fā)明者是一位名叫阿斯譜丁 (J. Aspdin)的泥水匠。1824年10月21日，這位 英國利茲城的泥水匠獲得英國第5022號的“波特蘭水泥”專利證書，從而成為了 被后世永遠(yuǎn)牢記的水泥發(fā)明人。在阿斯譜丁的專利

7、證書上敘述了 “波特蘭水泥”的制造方法：把石灰石搗成細(xì)粉， 配合一定量的黏土，摻水后以人工或機(jī)械攪和均勻成泥漿。置泥漿于盤上，加熱干 燥。將干料打擊成塊，然后裝入石灰窯煨燒，燒至石灰石內(nèi)碳酸氣完全逸出。煨燒 后的燒塊在將其冷卻和打碎磨細(xì)，制成水泥。使用水泥時加入少量水分，拌和成適 當(dāng)稠度的砂漿，可應(yīng)用于各種不同的工作場合。該水泥水化硬化后的顏色類似英國 波特蘭地區(qū)建筑用石料的顏色，所以被稱為“波特蘭水泥”。不過，根據(jù)專利證書所載內(nèi)容和有關(guān)資料，阿斯譜丁未能掌握“波特蘭水泥”確切 的燒成溫度和正確的原料配比。因此他的工廠生產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量很不穩(wěn)定，甚至造 成有些建筑物因水泥質(zhì)量問題而倒塌。阿斯譜丁

8、父子長期對“波特蘭水泥生產(chǎn)方法保密，采取了各種保密措施：在工 廠周圍建筑高墻，未經(jīng)他們父子許可，任何人不得進(jìn)入工廠；工人不準(zhǔn)到自己工作 崗位以外的地段走動；為制造假象，經(jīng)常用盤子盛著硫酸銅或其他粉料，在裝窯時 將其撒在干料上。1849年，Pettenkofer和Fuches二人第一次對波特蘭水泥的成份進(jìn)行了精確的化學(xué)分析。1872年，強(qiáng)生對阿斯普丁發(fā)明波特蘭水泥時所使用的瓶窯(Bottle Kiln)進(jìn)行了 改進(jìn)，發(fā)明了專門用于燒制水泥的倉窯，并取得專利。1884年在德國，狄茲赫(Dietzsch)發(fā)明立窯，并取得專利權(quán)。丹麥人史柯佛 (Schoefer)又對立窯進(jìn)行了多次改進(jìn)。從1886年開

9、始，英國開始使用回轉(zhuǎn)窯(rotary kiln)代替先前使用的立窯 (vertical shaft kilns)。1887年，法國人Henri Le Chatelier將硅酸、硅酸二鈣、磷酸鐵鋁與石灰采用合適的比例混合后生產(chǎn)水泥。他同時認(rèn)為， 水泥硬化是“I M因為水泥與水反應(yīng)生成了結(jié)晶物質(zhì)造成1 的。Henri Le Chatelie1893年，日本人遠(yuǎn)藤秀行和內(nèi)海三貞二人發(fā)明了不怕海水的硅酸鹽水泥，并取得 專利權(quán)，這比法國的比埃爾發(fā)明的不怕海水的磯土水泥還要早。1895年，美國工程師亨利(Hurry)和化驗師西蒙(Seaman)進(jìn)行回轉(zhuǎn)窯煨燒波 特蘭水泥的試驗，終于獲得成功，并在英國取得第

10、23145號專利證。這項成果是兩 人經(jīng)過十八年的不懈努力而取得的。1900年，水泥試驗基本規(guī)范建立。1906年，啟新洋灰股份有限公司在中國唐山成立，中國水泥工業(yè)由此發(fā)端。1907年，法國人比埃爾使用鐵磯土代替粘土，與石灰?guī)r混合后燒制成了水泥。由 于這種水泥含有大量的氧化鋁，所以叫做“磯土水泥”。與一般的硅酸鹽水泥相 比，磯土水泥具有不怕海水的特長。1913年前后，德國人在立窯上開始采用移動式爐篦子(Movable Grate)使熟料H動卸出，同時進(jìn)一步改善通風(fēng)。1932年6月1 口，曾在丹麥?zhǔn)访芩顾鄼C(jī)械公司工作過的工程師伏杰爾彥琴森(M. Vogel-Jorgensen)向捷克斯洛伐克共和國

11、專利辦公室(Patent Office)首次 提出四級旋風(fēng)筒懸浮預(yù)熱落的專利申請。專利于1934年7月25日被批準(zhǔn)并公布， 編號為48169。1936年，美國Hoover大壩和Grand Coulee大壩建成，這是人們第一次使用水泥建造大型水壩。Grand Coulee 大壩1951年，德國洪堡公司以工程師密勒(F. Muller)的專利技術(shù)為基礎(chǔ)，制造出世界上第一臺四級旋風(fēng)懸浮預(yù)熱器。1970s,鋼纖維混凝土開始應(yīng)用到工程建設(shè)中。同時期，中國發(fā)明了硫酸鹽水泥，這是迄今為止中國發(fā)明的唯一一種水泥。1971年，口本石川島播磨重工業(yè)公司在洪堡窯的基礎(chǔ)上首創(chuàng)水泥預(yù)分解窯。1975年，多倫多CN電視塔

12、建成。這座混凝土建筑是目前世界最高的單體建筑 物。1980, s,混凝土減水劑開始應(yīng)用。1985年，中國水泥總產(chǎn)量達(dá)1.46億噸，產(chǎn)量首次位居世界第一。1990s,法國FCB公司開發(fā)出H0R0MILL （又叫臥式輻磨）。這種H0R0M1LL磨是繼輻壓機(jī)、立式磨之后發(fā)展起來的新一代水泥技術(shù)。粉磨繼輻壓機(jī)、立式磨之后發(fā)展起來的新一代水泥技術(shù)。粉磨H0R0M1LL 磨1992年，世界最大的混凝土水利工程一一中國三峽大壩開建。這是水泥在人類改造自然過程中的又一個值得記憶的重大事件。造自然過程中的又一個值得記憶的重大事件。三峽大壩人類使用建筑膠凝材料的歷史已有幾千年，在現(xiàn)代水泥誕生之前，人類正是利用這

13、些材料，在建現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的態(tài)勢，水泥業(yè)也隨之得到了迅速發(fā)展。造出了一座座 流芳百世的不朽建筑的同時，還為現(xiàn)代水泥的發(fā)明積累了足夠豐富的技術(shù)和經(jīng)驗。 現(xiàn)代水泥的誕生，更是極大催發(fā)了人類的創(chuàng)造潛能，在它的幫助下，人類將眾多以 前看似不可能實現(xiàn)的建筑由圖紙變成實物。水泥對人類文明進(jìn)程的影響，是革命性 的。2007年水泥產(chǎn)量為13. 6億噸,同比增長10. 12%。水泥熟料產(chǎn)量9. 62億噸, 同比增長10. 2%,其中預(yù)分解窯熟料4. 91億噸，同比增長22.1虬 新型干法水泥比 例達(dá)到51席，同比增長5%。1.2水泥產(chǎn)量分布中國水泥產(chǎn)量主要分布在華東和中南地區(qū)，占全部水泥產(chǎn)量66%的份額；其次為華

14、 北和西南地區(qū)，分別占12%和1遇；東北和西北地區(qū)的水泥產(chǎn)量偏小，兩地區(qū)合計 為水泥總產(chǎn)量的ll%o1. 3新型干法水泥熟料生產(chǎn)線截止2007年底，經(jīng)中國水泥協(xié)會統(tǒng)計，新型干法熟料生產(chǎn)線798條，年熟料總產(chǎn) 能為60704萬噸（按86%運(yùn)轉(zhuǎn)率計）。其中2000t/d以下規(guī)模的生產(chǎn)線320條，占 熟料總產(chǎn)能17. 83%； 2000至5000t/d以下規(guī)模生產(chǎn)線340條，占熟料總產(chǎn)能 45. 37%； 5000t/d及以上規(guī)模生產(chǎn)線137條，占熟料總產(chǎn)能的36. 80隊企業(yè)集團(tuán)快速成長2007年，熟料設(shè)計產(chǎn)能超過1000萬噸的企業(yè)集團(tuán)達(dá)到12家，擁有新型干法生產(chǎn) 線共213條，熟料設(shè)計生產(chǎn)能力2

15、3954萬噸，生產(chǎn)線條數(shù)和熟料設(shè)計生產(chǎn)能力分別 占全國的26. 7%和39. 5%o企業(yè)集團(tuán)生產(chǎn)線單線平均規(guī)模是全行業(yè)單線平均規(guī)模的 1.5倍。此成績的取得，顯示了重組聯(lián)合的魅力。水泥出口情況2007年中國水泥和熟料出口 3301萬噸，比上年下降8. 6%,出口金額11. 5億美金，比上年下降2. 6%。其中水泥出口 1519萬噸，下降21. 7樂 熟料出口 1781萬 噸，增長6. 5%。2007年7月1日，國家出臺取消水泥退稅政策，加之人民幣持續(xù)升值抑制了水泥 出口的快速增長，出口價格呈上漲趨勢。6水泥技術(shù)與裝備水平提高我國水泥工業(yè)技術(shù)與裝備已形成系列化、大型化并向生態(tài)化邁進(jìn)。水泥工業(yè)技術(shù)

16、是 伴隨著新型干法水泥的快速發(fā)展而迅速進(jìn)步。新型干法已形成1000t/d10000t/d 系列生產(chǎn)線的技術(shù)與裝備，其中6000t/d及以下生產(chǎn)線技術(shù)裝備已實現(xiàn)了國產(chǎn)化， 10000t/d生產(chǎn)線技術(shù)裝備已基本實現(xiàn)了國產(chǎn)化，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)大幅度提高。標(biāo)志 著我國新型干法水泥成套技術(shù)裝備主要技術(shù)指標(biāo)已達(dá)到世界一流水平，并參與了全 球水泥裝備市場競爭。截止2007年6月，我國水泥裝備出口項目達(dá)150余個，年熟 料生產(chǎn)能力1.1億噸，出口水泥裝備約70萬噸，項目合同金額83億美元。出口區(qū)域覆蓋歐美等49個國家，是我國率先以自有知識產(chǎn)權(quán)帶動成套技術(shù)裝備出口的工 業(yè)行業(yè)之一。1.7單位產(chǎn)品能源消耗2007年建

17、材工業(yè)能源消耗總量1.93億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，占全國能源消耗總量的8. 5機(jī)水 泥工業(yè)能源消耗總量1.43億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，占建材工業(yè)能源消耗總量73. 59樂 因此抓 好水泥工業(yè)節(jié)能就等于抓住了建材工業(yè)節(jié)能。單位產(chǎn)品能耗進(jìn)一步下降，據(jù)建材聯(lián)合會信息部初步統(tǒng)計，2007年噸水泥熟料綜 合能耗138千克標(biāo)準(zhǔn)煤，同比下降2.0乳噸水泥綜合能耗115千克標(biāo)準(zhǔn)煤，同比 下降4.0%。全年關(guān)停落后生產(chǎn)線企業(yè)520家，淘汰水泥熟料產(chǎn)量5700萬噸。折合 水泥產(chǎn)量8000萬噸左右。8水泥余熱發(fā)電及CDM項目截止到2007年底，安裝余熱發(fā)電裝備的新型干法生產(chǎn)線達(dá)到了 122條，機(jī)組92 臺，裝機(jī)容量740MW,發(fā)電能力49

18、. 6億度，相當(dāng)于節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤182萬噸，減排 C02473萬噸。2007年投產(chǎn)的余熱發(fā)電生產(chǎn)線86條，安裝發(fā)電機(jī)組59臺，裝機(jī)容 量571MW,發(fā)電能力38. 3億度。相當(dāng)于節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤140萬噸，減排CO2364萬噸。截止2008年5月13日國家發(fā)改委批準(zhǔn)的CDM項目共1295個，其中水泥行業(yè)CDM 項目共86個，占總數(shù)的6.6乳估計年減排0)2810多萬噸，項目涉及余熱發(fā)電和電 石渣配料制水泥。12008年1-9月份水泥產(chǎn)量2008年7-9月份，北京及周邊地區(qū)水泥企業(yè)受奧運(yùn)影響，減產(chǎn)1000多萬噸;年初 南方地區(qū)冰雪災(zāi)害減產(chǎn)水泥1100萬噸;汶川地震受災(zāi)水泥企業(yè)損失和減產(chǎn)水泥約 700多萬噸，三大因素共減產(chǎn)約2800萬噸，全年影響水泥產(chǎn)量增速2個百分點。1-9月份水泥產(chǎn)量為101216萬噸，可比（扣除淘汰企業(yè)去年的產(chǎn)量）增長6. 88%, 同比（98416萬噸）增長2. 48%；熟料產(chǎn)量66403萬噸,可比增長5. 59%,同比（63647萬噸）增長4. 63%。相當(dāng)于淘汰水泥4164萬噸,淘汰熟料956萬噸。無論 可比還是同比，水泥和熟料產(chǎn)量增速均大大下降。2水泥市場分析及預(yù)測水泥是完全市場化產(chǎn)品，主要受制于國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、固定資產(chǎn)投資、房地