快硬波特蘭水泥是迄今為止最為重要的水硬性水泥，英國人Joseph Asptin於1824年申請了第一件“波特蘭”水泥專利，但實際上還稱不上是真正的波特蘭水泥，真正的波特蘭水泥出現在20年後。從那時起，水泥生產工藝不斷得到完善和改進。時至今日，水泥已成為世界上使用最為廣泛的材料之一。
基本介紹
- 中文名：快硬波特蘭水泥
- 外文名：Rapid hardening Portland cement
- 人物：英國人Joseph Asptin
- 時間：1824
- 定義：礦藏豐富且廉價的原材料進行加工
- 概念：水泥
生產,波特蘭水泥的水化,
生產
生產波特蘭水泥就是利用礦藏豐富且廉價的原材料進行加工的過程，其原理並不複雜，簡言之，就是將石灰石和黏土或粉土（鐵鋁矽酸鹽）均勻混合，同時摻入少量氧化鐵和石英，將混合物在水泥窯中加熱至1 400～1 600℃，在此溫度範圍內，原料發生化學反應形成矽酸鈣、鋁酸鈣和鐵鋁酸鈣。
首先將原材料磨至細度小於75μm，然後將磨細原材料從旋轉窯頂部的進料口送入窯內。從旋轉窯底部送人燃料（天然氣、油或煤粉），並在窯下部燃燒，熱氣在窯內自下而上流動，這樣在20 min～2.5 h內（具體時間取決於窯的構造）原料自上而下下落的過程中，溫度逐漸升高並發生一系列複雜的化學反應。在窯內溫度最高的部位（熟料帶），液相中開始形成矽酸鈣、鋁酸鈣和鐵酸鈣（已形成並熔融）。當原料下降至窯底部最後一段距離時溫度迅速降低，出窯後即得熟料，熟料呈深色塊狀，直徑為6～50 mm。待熟料冷卻後再與適量石膏混合粉磨至粒徑小於10 μm或更細，摻石膏的目的是為了調節水泥的早期水化速度。
波特蘭水泥的水化
由於水泥顆粒在粒徑和組成上各不相同，所以波特蘭水泥的水化反應相當複雜，得到的水化產物也不盡相同。水化產物的化學組成和微觀結構隨齡期和在混凝土中的位置而變化。
波特蘭水泥水化的基本特徵可簡述如下：
①只要水泥顆粒被水彼此分開，水泥漿就會保持流動性；
②水化產物的總體積大於水泥顆粒的初始總體積；
③當水化產物互相交錯聯生時，拌合物開始凝結；
④隨著水化反應持續進行，水泥顆粒之間形成附加粘結，體系開始形成強度。
