第50章:水泥司 2
水泥生产随生料制备方法不同，可分为干法与湿法两种，前一种低耗、环保，缺点是生料成分不易均匀，湿法生产具有操作简单，生料成分容易控制，产品质量好，料浆输送方便，车间扬尘少等优点，缺点是热耗高。
在目前的条件下，卞为鸾当然选择操作简单的湿法。将原料加水粉磨成生料浆脱水后，制成生料块入窑煅烧成熟料的方法。
水泥的生产，一般可分生料制备、熟料煅烧和水泥制成等三个工序，整个生产过程可概括为两磨一烧。
流程如下：石灰石破碎及储存，从矿山运来的石灰石经水力锤式破碎机破碎后，进入圆形预均化堆场中均化。粘土储存，原煤经预破碎后储存。
生料制备：采用棒球磨一次通过水力磨机。生料均化。
熟料煅烧：采用较简单的立窑设备，将生料制成含水为40%的料浆由于制备成具有流动性的泥浆，所以各原料之间混合好，生料成分均匀，使烧成的熟料质量高，脱水完成后进入立窑煅烧，按物料的温度和物理化学变化划分为干燥预热带、碳酸盐分解带、放热反应带、烧成带和冷却带。燃料除供给热量外几乎与熟料煅烧反应无关。
生料的烘干与脱水:硅酸盐水泥主要原料是石灰石和粘土，而粘土等的主要矿物是各种水化硅酸铝，通常为高岭土（AI2O3·SiO2·2H2O）或蒙脱石（AI2O3·4SiO2·9H2O）。
高岭土加热时，在300℃以下主要失去机械结合水；到450～600℃时，高岭土脱去结晶水而成偏高岭土（AI2O3·2SiO2），并且进一步分解为无定型的新生态2SiO2和AI2O3。450～600℃AI2O3·SiO2·2H2OAI2O3·2SiO2+2H2O↑AI2O3·2SiO2AI2O3+2SiO2
碳酸盐分解：当温度升高到600℃以上时，生料中的碳酸盐开始分解。碳酸镁在750℃左右分解激烈而迅速；碳酸钙的分解温度到900℃以上才会有迅速的分解反应，直到1000℃左右碳酸盐分解结束。750℃MgCO3MgO+CO2↑910℃CaCO3CaO3+CO2↑碳酸盐分解经分解反应后，进入放热反应，烧成熟料的温度也逐渐降至320℃左右，从窑头出料。
固相反应：由于粘土脱水、碳酸盐分解等反应，生料中出现了单独存在性质活泼的SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO等氧化物。
氧化物之间开始了化合反应。随着温度的升高，CaO的量也增加，这些氧化物相互间的化学反应速度也逐渐加快。这个阶段的化学反应发生在固体微粒间相互接触的表面，而且是依靠细微晶体表面的离子振动，相互交换而实现的。当温度增高，离子振动的振幅增大时，就很容易脱离晶体，于是反应也随之加快。这种依靠固体表面间相互进行的反应称为固相反应。固相反应比较复杂，属于多级反应，可用下列反应式表示逐个阶段的反应过程：800~900℃：CaO+Fe2O3CaO·Fe2O3CaO+Al2O3CaO·Al2O3900~1000℃：3（CaO·Al2O3）+2CaO5CaO·3Al2O32CaO+SiO22CaO·SiO2CaO·Fe2O3+CaO2CaO·Fe2O3（其中生成2CaO·SiO2的反应大约到1200℃时结束）。1000~1200℃：5CaO·Al2O3+4CaO3（3CaO·Al2O3）5CaO·3Al2O3+3（2CaO·Fe2O3）+CaO3（4CaO·Al2O3·Fe2O3）
熟料的烧成当温度升高到1300℃左右时，C3A与C4AF熔融，物料中出现了液相。CaO、2CaO·SiO2（即C2S）溶于液相重，有利于分子扩散，进一步化合成3CaO·SiO2（即C3S）：2CaO·SiO2+CaO3CaO·SiO2这一反应通常称为石灰吸收过程。因为是在液相中通过分子扩散进行的，所以液相的数量和粘度对于C2S吸收CaO生成C3S的过程就有很大的影响，这就是为什么我们总是希望在硅酸盐水利熟料中有适量的C3A、C4AF熔媒矿物存在的原因。为了使这一反应进行得快而且尽可能完全，在实际生产中物料的温度控制到高于1300℃，一般在1350~1450℃的温度范围内，这一温度范围就是所谓的烧成温度。
从生料在回转窑中的物料化学反应变化过程中，回转窑尾气中含有SiO2等矿物原料的粉尘和煤在燃烧中的SO2、NOx等的烟尘以及矿物中的水分等等大气污染物。
水泥粉磨，熟料、混合材和石膏计量配料，打散分级后的细物料送入磨粉磨，在水泥的粉磨中必须加入石膏、炉渣、矿渣等混合材料。
石膏的作用是控制水泥的凝固时间，因为熟料中铝酸三钙矿物是使水泥很快凝固的成分，如果在水泥中加入石膏，加水后铝酸三钙与之生成一种难于溶于水的水化硫铝酸钙新物质，于是那种促凝的物质就不会生成，或者生成很少，这样水泥就不会很快凝结了。石膏控制在水泥重量的5％。
在水泥中加入炉渣、矿渣等混合材料的作用是改善随你的某些性能。提高水泥抗腐蚀的能力。由于普通的硅酸盐水泥和水起化学变化时，将生成氢氧化钙[Ca(OH)2]的物质。当水泥建筑物长期与水接触，已硬化了的水泥石中的氢氧化钙就溶解到水中，或者和水里的一些化学物质如碳酸盐、镁盐、氯化物等发生作用。导致水泥石中出现许多小溶洞，或者是在硬化的水泥石生成体积膨胀的新物质把建筑物胀裂，或者形成了一些质地疏松的东西，最后使得建筑物毁坏。这种现象称为水泥的腐蚀。加入炉渣、矿渣等混合材料，可以使水泥和水作用的同时，能与氢氧化钙在水泥还没有硬化之前就生成一些有益的新物质，这些新物质不仅不会破坏水泥石的结构，反而会提高水泥的抗腐蚀能力。
另外，熟料中的游离氧化钙是影响水泥安全性的重要因素之一。在煅烧熟料时，由于受到生产条件的限制，熟料中或多或少地总存在一些残留地氧化钙。这种游离氧化钙因经过高温煅烧，结构比较致密，性质不够活泼，在常温下与水反应的速度慢。已经硬化的水泥石中如果游离氧化钙还在缓慢地与水作用生成氢氧化钙，同时伴随着体积膨胀，就会使硬化了地水泥石体积变化不均匀，发生扭曲或裂纹，严重时还会崩裂。熟料的游离氧化钙过多，水泥的安全性就不好，并且抗拉强度低。在水泥中加入地活性混合材料，在水化时与氧化钙作用，生成有用的水化物，因而改善了水泥安全性，提高了抗拉性。石膏、矿渣、炉渣等混合材料与熟料一起混合均匀后，经水泥磨磨制成最终的水泥产品。
最后是水泥的储存、散装与包装。
水泥加水搅拌到开始凝结所需的时间称初凝时间。从加水搅拌到凝结完成所需的时间称终凝时间，这水泥初凝时间不能早于45分钟，终凝时间不能迟于12小时。否则，这水泥的烧制就算失败。
大同水泥司每天可以生产20吨的水泥，比重为3.1，颗粒细，硬化得快，早期强度也高，初凝时间在2小时，而终凝时间为5小时。
水泥忌受潮结硬，对已受潮成团或结硬的水泥，须过筛后使用，筛出的团块搓细或碾细后一般用于次要工程的砌筑砂浆或抹灰砂浆。
水泥忌受酸腐蚀，忌曝晒速干，忌负温受冻，忌高温酷热，忌水多灰稠，水化所需要的水分仅为水泥重量的20%左右，多余的水分蒸发后便会在混凝土中留下很多孔隙，这些孔隙会使混凝土强度降低。
对于道路混泥土的材料要求和配比也是相当的熟悉，河砂一般要求中砂，二至四毫米的碎石，水水泥河砂碎石重量配比分为0.55:1:2.45:3.36，0.51:1:2.21:3.2，0.44:1:1.97:2.95，这三种就可以了，采用细砂配制混凝土时，每立方米混凝土的水泥用量增加4%；如果用人工捣固时，每立方米混凝土应增加水泥用量25kg；材料消耗数量已包括场内运输及操作损耗在内；人工捣固不应少于265kg；养生用水大约是混凝土的两倍体积。
道路施工采用施工方便造价低廉的素混凝土就地灌筑成的路面结构。素混凝土路面应沿纵向每隔5米设一缩缝，满足冬季缩裂要求；每隔20米设一胀缝，防止夏季热胀，板屈曲压裂或缝边混凝土挤碎；沿横向每隔3～4.5米设一纵缝。
胀缝间隙宽1.8厘米，为防止渗水，上部5～6厘米深度内应灌以填缝料，下部则设置软木嵌条。
缩缝一般做成裂口深4～6厘米的假缝形式，上部亦灌以填缝料。
纵缝可做成假缝，上部也灌以填缝料。
混凝土路面切缝要注意切缝的时间，时间隔太长了会出现裂缝，太短了，会出现毛边；要注意切的深度，浅了起不到效果，还是会出现裂缝，太深了，又耗时耗力，浪费资源；间距要合适，间隔太长了，中间会出现裂缝，起不到作用了，太短了，也是浪费；切完后及时进行灌缝。
混凝土路面20cm厚，7m宽的水泥混凝土路面，每公里需要消耗水泥400~500吨。水泥硬化7天以后才可以通车，造价约为二两每平方米，使用三十年，在这个年代，维护开支应该较小，一两每平方米，当然这是自己用的水泥，比较便宜，要是别人用的，怎么也得翻个三四倍。
天启四年三月十一日，明末最大的海商和海盗集团终于来到边东城拜访大明朝龙虎大将军卞为鸾，卞为鸾对于这些目前和后来名声显赫的大海商和海盗也是已经关注了三年的时间，焦点放在了以后最为出色的郑氏集团。
此次在卞为鸾的盛情邀请之下，来的角色也不简单，但是没有卞为鸾心目中的民族英雄郑成功的父亲郑芝龙，就是连他的代表也没有，看来郑芝龙目前是地位不算甚高。领头的人物是李旦和许心素。
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