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1、无机非金属材料工学绪论,(1)按化学组成和特性分类,材料的分类,材料,无机非金属材料,金属材料,高分子材料：塑料、合成橡胶、合成纤维,传统无机非金属材料,新型无机非金属材料,水泥 硅酸盐材料 玻璃 （陶瓷材料） 陶瓷 耐火材料,功能陶瓷 新型玻璃 人工晶体 MDF水泥 （复合材料）,主要利用材料的力学性质，广泛应用于机械制造、工程建设、交通运输等各个工业部门。,功能材料,主要利用材料的热、光、电、磁等性能用于电子、激光、通讯、能源和生物工程等许多高新技术领域。,结构材料,材料,无机非金属材料工学绪论,(2)按性能特征分类,优点耐高温、硬度高、抗腐蚀 、有介电、压电、 光 学、电磁功能转换 缺点
2、抗拉强度低、韧性差,通过物理化学方法与其它无机非金属材料、金属材料、 有机高分子材料复合,材料的复合,(1)无机非金属材料的优缺点,(2) 复合材料,钢筋混凝土 玻璃纤维混凝土 碳纤维混凝土 金属陶瓷 ,无机非金属材料工学绪论,学习传统无机材料工学的意义,对国民经济有重大影响 工业和建设的基础材料 与能源、资源、环保密切相关 工程概念 产业化（放大） 行业管理 工业控制,无机非金属材料工学绪论,水 泥 工 艺,第一章 水泥概况,1.1 胶凝材料的定义 胶凝材料在物理、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。,水 泥 工 艺,有机胶凝材料（如：沥青、各种树脂 ）
3、,无机胶凝材料,气硬性胶凝材料（如：石灰、石膏）,水硬性胶凝料（如：水泥 ）,1.2 胶凝材料的分类,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（400010000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,泥巴墙,金字塔,灯塔,长江大桥,长城,水 泥 工 艺,水 泥 工 艺,19世纪初（18101824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
4、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，并于当年获得该产品的专利权。,1.4 水泥的发明和发展,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）,水 泥 工 艺,水 泥 工 艺,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。,水 泥 工 艺,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，并能在空气中硬
5、化的水硬性胶凝材料。简言之，水泥是一种水硬性胶凝材料。,1.6 水泥的分类,按用途和性能分,通用水泥 （如：六大水泥 ）,专用水泥（如：油井水泥、道路水泥 ）,特性水泥（如：快硬水泥、膨胀水泥 ）,按 组 成 分,硅酸盐水泥,硫铝酸盐水泥,氟铝酸盐水泥,铝酸盐水泥,铁铝酸盐水泥,其他,水 泥 工 艺,1.7 世界水泥工艺的发展,1825年1877年 1825年人类用间歇式的土立窑煅烧水泥熟料 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,回转窑,土立窑,水 泥 工 艺,1905年1910年 1905年发明了湿法回转窑 1910年1928年 1910年立窑实现了机械
6、化连续生产，发明了机立窑,湿法回转窑,机械化立窑,水 泥 工 艺,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，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。,水 泥 工 艺,1.8 中国水泥工业的发展,1889年，我国第一个水泥厂河北唐山细绵土厂（现为启新水泥厂）建立。 1949年，全国水泥总产量为66万吨 。 从1978年开始，我国引进了一批日产2000吨40
7、00吨熟料的预分解窑生产线成套设备。,水 泥 工 艺,70年代以来，我国逐步自行研制的日产700吨至10000吨熟料的预分解窑生产线。 1985年水泥总产量跃居世界第一，并保持至今。 2010年我国水泥产量16亿吨。水泥总产量占世界水泥总产量的30%以上。 如今中国水泥及生产设备均走向世界。,水 泥 工 艺,铜陵海螺万吨线掠影,水 泥 工 艺,1.9 水泥工业的机遇和挑战,水泥材料的优点 低能耗型建材 原料来源广泛 具有水硬性、可塑性 应性强、耐久性好 对我国经济的作用 工业和基本建设的基础材料 “十三亿人的住行问题” 水利、军事、核电等领域中广泛应用,输水管,内 径 6.6m 外 径7.5m,巴西Itaipu坝,正在建设中的三峡大坝,美国加州引水渠,挪威的海上石油钻井平台,加拿大Montreal体育馆,洞庭湖大桥,西安脉冲堆堆本体,核电站1,核电站,核电站2,核电站,核电站3,核电站,核电站4,核电站,水 泥 工 艺,水泥工业存在的问题 高能耗 高资源消耗 高环境负荷 水泥工业的发展方向 高性能水泥 节约能源和资源 降低环境负荷 减少有害物质排放 利用工业废弃物,水 泥 工 艺,1.10 硅酸盐水泥生产工艺简介,主要原料：石灰石、粘土、校正原料、煤 主要设备：磨机、窑 主要过程：“二磨一烧” 生料制备 原料破碎、预匀化、配合、粉磨和均化等 熟料煅烧 水泥制成,
