水泥

水泥是一种粘合剂，用于建设一个物质组、变硬并遵守其他材料，将它们绑定在一起。很少单独使用水泥，而是将沙子和砾石（集料）粘合在一起。与细骨料混合的水泥产生用于砌筑的砂浆或与沙子和砾石混合，产生混凝土。混凝土是现存使用最广泛的材料，仅次于水，是地球上消耗最多的资源。

建筑中使用的水泥通常是无机的，通常是石灰或硅酸钙基的，根据水泥在水的作用下的固化能力，它们分别可以表征为非水硬性或水硬性。

非水硬性水泥不会在潮湿条件下或水下凝固。相反，它在干燥过程中会凝固并与空气中的二氧化碳发生反应。固化后具有抗化学腐蚀的能力。

水硬性水泥（例如波特兰水泥）由于干燥成分与水之间的化学反应而凝固并成为粘合剂。化学反应产生的矿物水合物不是非常水溶性，因此在水中非常耐用并且不受化学侵蚀。这允许在潮湿条件下或在水下进行固化，并进一步保护硬化材料免受化学侵蚀。水硬水泥的化学过程是由古罗马人发现的，他们使用火山灰（火山灰）和石灰（氧化钙）。

“水泥”一词可以追溯到罗马词opus caementicium，该词用来描述类似于现代混凝土的石工，该混凝土是由碎石和生石灰作为粘合剂制成的。火山灰和粉碎砖加入到烧石灰，为了获得一个补充水硬性粘合剂，后来被称为牙骨质、cimentum、cäment和水泥。在现代，有机聚合物有时被用作混凝土中的水泥。

现代液压技术的发展始于工业xxx的开始（大约1800年），它受到以下三个主要需求的驱动：

• 在潮湿气候下用于修整砖瓦建筑的水工水泥抹灰（粉刷）
• 与海水接触的港口工程等石工建筑用液压砂浆
• 开发坚固的混凝土

迄今为止，波特兰水泥是全球通用的最常见的水泥类型。这种水泥是通过将石灰石（碳酸钙）与其他材料（例如粘土）在窑中加热到1,450°C（2,640°F）的方式制成的，该过程称为煅烧，将二氧化碳中的二氧化碳分子释放为碳酸钙。形成氧化钙或生石灰，然后与混合物中的其他材料化学结合形成硅酸钙和其他胶结化合物。然后将生成的硬质物质（称为“熟料”）与少量石膏一起研磨成粉末，制成普通的硅酸盐水泥，最常用的水泥类型（通常称为OPC）。硅酸盐水泥的基本成分的混凝土，砂浆和大多数非专业灌浆。波特兰水泥最常见的用途是制造混凝土。混凝土是一种由骨料（砾石和沙子），水泥和水制成的复合材料。作为建筑材料、混凝土几乎可以浇铸成任何形状，一旦硬化，就可以成为结构性（承重）元件。波特兰水泥可以是灰色或白色。

波特兰水泥共混物通常可以从水泥生产商处以地间混合物的形式获得，但是在混凝土搅拌站，通常也从地面成分中混合类似的配方。

水泥袋上通常印有健康和安全警告，因为水泥不仅碱性高，而且固化过程放热。结果，湿的水泥具有很强的腐蚀性（pH = 13.5），如果不及时用水冲洗，很容易引起严重的皮肤灼伤。同样，水泥干粉与粘膜接触也会引起严重的眼睛或呼吸道刺激。用于生产水泥的原材料中天然存在的杂质中的一些微量元素，例如铬，可能会引起过敏性皮炎。还原剂，例如硫酸亚铁（FeSO ₄）通常加入到水泥到致癌六价铬转化铬酸盐（CRO ₄ ^2-）转化成三价铬（Cr ³⁺），较低毒性的化学物质。水泥使用者还需要戴适当的手套和防护服。

生态水泥是一种水泥材料，通过掺入和优化回收材料，可以达到或超过普通硅酸盐水泥的功能性能，从而减少天然原材料，水和能源的消耗，从而使建筑材料更具可持续性。一种是地质聚合物水泥。

正在研究生产生态水泥的新制造工艺，其目标是减少甚至消除有害污染物和温室气体（尤其是CO _2）的产生和释放。

越来越多的环境关注和化石燃料成本的上涨已导致许多国家大幅减少了生产水泥和废水所需的资源。

爱丁堡大学的一个研究小组基于沉淀碳酸钙的细菌Sporosarcina pasteurii的微生物活性，开发了一种“ DUPE”工艺，将其与沙子和尿液混合后，可产生抗压强度为砂浆块的70％。常规建筑材料。