混凝土原材料

混凝土的诞生可以追溯到2000年前古罗马人修建的万神殿。万神殿的基础、墙和穹顶都是用火山灰制成的混凝土浇筑而成。不过以当时的科技水平，人们还不能理解为什么火山灰可以提供石头般的强度。算是上帝为古罗马人准备的专属技能点。中国古代很少能遇到火山灰。只可惜古罗马人并没有持续研究此技能。在后来的很长日子里，水泥的科技树一直没有被重新点亮。直到1756年，英国工程师J.斯米顿在研究某些石灰在水中硬化的特性时发现：要获得水硬性石灰，必须采用含有粘土的石灰石（现在的水泥主要原料也是黏土和石灰石）来烧制，这个重要的发现为近代水泥的研制和发展奠定了理论基础。1824年，英国建筑工人约瑟夫·阿斯谱丁（Joseph Aspdin）发明了水泥并取得了波特兰水泥的专利权。他用石灰石和粘土为原料，按一定比例配合后，在类似于烧石灰的立窑内煅烧成熟料，再经磨细制成水泥。因水泥硬化后的颜色与英格兰岛上波特兰地方用于建筑的石头相似，被命名为波特兰水泥。它具有优良的建筑性能，在水泥史上具有划时代意义。20世纪，人们在不断改进波特兰水泥性能的同时，研制成功了一批适用于特殊建筑工程的水泥，如高铝水泥，特种水泥等。全世界的水泥品种已发展到100多种，2007年水泥年产量约20亿吨。中国在1952年制订了第一个全国统一标准，确定水泥生产以多品种多标号为原则，并将波特兰水泥按其所含的主要矿物组成改称为矽酸盐水泥，后又改称为硅酸盐水泥至今。
经过石灰石和黏土按比例混合煅烧磨细后得到的产物为硅酸盐水泥。不过随着对水泥的深入研究。通过在硅酸盐水泥中掺入一定数量的混合材料（矿粉、粉煤灰）和适量的石膏可以改善水泥的某种特性。石膏的掺入可防止水泥的瞬凝现象。因此，纯硅酸盐水泥一般被称作熟料。笔者估计只要不是水泥从业者，绝大多数是接触不到纯熟料的。
熟料+掺合料（6%-15%）+石膏（1.8％～2.5％）=普通硅酸盐水泥。

商品混凝土公司应用最多的是P▪O 42.5水泥即抗压强度在28天时达到42.5MPa的普通硅酸盐水泥。
由于混合材料的掺量较少，所以普通硅酸盐水泥的性质与硅酸盐水泥基本相同，略有差异主要表现在：早期强度略低；耐腐蚀、耐热性提高；水化热略低；抗冻性、耐磨性、抗碳化性略有降低。
水泥和水的化学反应称之为水泥的水化。我用图示的方法将水泥的生产与水化过程进行展示。