水泥是修建当中的胶凝质料，现代水泥的发现可以追溯到1756年，我们常见的水泥主要身分是硅酸盐，硅酸盐通过水化反映后会凝聚和硬化，与沙石结合成牢靠的混凝土结构，其余另有铝酸盐水泥、硫酸盐水泥等等。

水泥号称“现代修建的粮食”，水泥加上地球表面随处可见的沙石，再与水夹杂后，就能形成牢靠的混凝土结构，可以说水泥是修建行业中最伟大的发现，对人类社会的生长有着重要意义，现代水泥的发现并不是一蹴而就的，其中履历了许多次的改善。

古代修建

在古时候，差别文明都发现了差别的修建胶凝质料，好比古埃及人使用煅烧石膏作为胶凝质料，古希腊人则使用石灰；厥后罗马人改善了古希腊人的方式，罗马人先把石灰加水消融，再与沙子夹杂成砂浆，有条件的地方还会加入磨细的火山灰制成罗马泥浆，这样修筑的修建物加倍牢靠，使得许多罗马修建物保留至今。

中国古代也发现了怪异的凝胶质料，好比中国长城的修建履历20多个朝代，其中有一部分使用了石灰举行黏合，有的用黄泥浆，有的则用了糯米砂浆等等。

在南北朝时期（公元5世纪前后），中国人发现了一种名为“三合土”的胶凝质料，由石灰、黏土和细砂组成，到了明朝有了石灰、陶粉和碎石组成的三合土，清朝又有了石灰、炉渣和沙子组成的三合土，三合土与罗马泥浆很相似，凝固后都具有很高的强度和防水性能，异常适合制作古代大型修建物。

中国古代的修建工法在很长一段时间内领先于西方，其胶凝质料也是厚实多样，甚至还会在胶凝质料中加入有机物（好比糯米汤、桐油、血料等等）改变其特征，然则在16世纪后，西方科学技术的生长，最先逐渐周全逾越中国。

现代水泥

罗马砂浆在西方应用了很长一段时间，虽然具有很好的强度和防水性，然则罗马砂浆经不起海水的浸泡和冲刷；在18世纪，英国航海业领先全世界，在航海领域中，灯塔可以在很远的地方指导船只，然则那时的灯塔经常损坏，于是英国拨款给那时的工程师史密顿，让他负担建设灯塔的义务。

在1756年，史密顿研究石灰、火山灰和沙子对砂浆性能的影响，发现含有黏土的石灰石经由煅烧细磨之后，再加水形成的砂浆，在凝固后具有抵制海水侵蚀的作用，开启了现代水泥的研究之路，他还制作了著名的普利茅斯港大灯塔。

在1796年，英国人派克将黏土质石灰岩（泥灰岩）制成料球，在高温下煅烧后再磨细，获得一种新的水泥，称作罗马水泥（又名自然水泥），并申请了专利。

1824年10月24日，英国泥水匠阿斯谱丁发现了一种全新的水泥并获得专利——波特兰水泥，也就是我们常见的硅酸盐水泥，波特兰水泥具有异常好的修建性能，被誉为现代修建的粮食，今后的水泥都是对波特兰水泥的改善。

波特兰水泥最初的制造方式：是把石灰石磨细，加入定量的黏土，掺水后搅拌平均形成泥浆，然后再将泥浆置于盘上加热，干燥后敲碎再举行煅烧，待石灰石中的碳酸气体所有逸出，然后冷却、打碎和磨细，就成了硅酸盐水泥。

水泥的水化反映

水化反映是指溶质在水中消融后，溶质分子和水分子结合成水合分子，好比无水硫酸铜变为五水硫酸铜：

CuSO4+5H2O==CuSO4·5H2O；

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本质上硫酸铜分子和水分子并没有在分子层面发生改变，然则五个水分子和一个硫酸铜分子，就能聚在一起形成相对稳固的结构。

一样平常的硅酸盐水泥身分是硅酸钙盐，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（4CaO·Al2O3·Fe2O3）等，这些物质都能与水发生水化反映：

水泥经由水化反映之后，就会凝固和硬化，与沙子一起形成坚硬的混凝土；另外，水化反映还受温度、湿度、水量、添加物等等因素的影响，有的影响最终强度，有的影响凝固时间，在一些特殊的场所下，需要使用特定功效的水泥。

差别功效的水泥

经由数百年的生长，水泥已经形成了一门相当专业的学科，人们针对差别的应用场所，发现了差别功效的水泥，好比有抗酸性的、抗海水侵蚀的、抗冻的、耐高温的、速凝的、水下浇筑的等等；另外，在水泥中加入差别的添加剂，也能很大程度上改变水泥的特征。

好比下面几种情形：

（1）在抗洪抢险中使用速凝水泥，以及加入水泥速凝剂，凝固时间只有几分钟。

（2）水泥凝固历程中会释放热量，若是凝固太快，可能会导致混凝土内部存在形变，于是对于一些较大的浇筑物，需要加入水泥缓凝剂来延伸凝固时间。

（3）对于一些可能处于低温的修建物，在水泥中加入防冻剂，来降低低温对混凝土的影响。

（4）铝酸盐水泥一样平常具有较高的耐热性，常在高温修建物中使用。

……

相关数据显示，在2018年全球水泥产量39.5亿吨，中国的水泥产量22.1亿吨，占了全球产量的56%；而2018年中国水泥的入口量大约为1360万吨，出口量大约为460万吨，相比产量而言并不多，以是海内水泥生产量基本被海内消化了，这也是我国基建生长的体现。

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