料、生态材料
❖ 2、材料分类： ❖ ① 金属材料； ❖ ② 无机非金属材料：⑴ 矿物岩石材料；
⑵ 水泥、玻璃；⑶ 陶瓷、耐火材料； ❖ ③ 高分子材料； ❖ ④ 复合材料；
❖ 3、材料工艺
❖
❖ 定义：我们将任何一种材料从原料→ 成品的整个过程称为材料工艺过程。
❖ 它包括原料制备工艺、成型工艺、 溶制（窑炉工艺），制品工艺等。
时间
胶凝材料
新石器时代 距今约 4000—10000年
天然黏土
公元前2000— 3000年
石灰、石膏
公元初至18世纪 石灰、火山灰
18世纪下半叶
天然水泥
石灰被人们用了数千年，一直到史密顿遇上了“倒霉 事”为止，发现了天然水泥。
天然水泥的发现
1756年，英国海峡群岛上的一座灯塔，突然失火烧毁了。 这真要命，要知道这可是英吉利海峡南端最重要的灯塔，没 有了它，要影响无数船只的航行。英国政府命令工程师史密 顿（J.Smetetonf）用最快的速度重建这座灯塔。
❖ 不同无机非金属材料其各自的工 艺过程不尽相同，但有着许多的共 性和相似性，下面就硅酸盐水泥、 平板玻璃、普通陶瓷、常用耐火材 料的制备工艺过程分别加以阐述。
第一篇 水泥工艺学
第一章 引 言
学的作用下，能从浆体变成
坚硬的石状体，并能胶结其它物料而具有 一定机械强度的物质，统称为胶凝材料。
天然水泥的发现
不料，史密顿却因祸得福。用这批石灰石烧出来的石 灰，性能居然好得出奇，将石块黏结得从来没有过的结实。 当监工官员将这出人意料的结果通知史密顿时，他惊喜得 跳了起来。随即他又冷静下来，“这石灰中有名堂，要查 一查。”史密顿马上对这些石灰进行了检验，结果发现这 些石灰的确不纯，其中竟含有多达约20％的黏土。
“看来，正是这些被视为杂质的黏土起了好的作用。” 史密顿后来就有意识地把黏土同石灰石适当地配合加以煅 烧，这种石灰性能果然理想。
天然水泥的发现
史密顿的做法很快传遍欧洲各国，引起了许多人的兴 趣，人们仿效此法去煅烧也都获得了成功。1820年前后， 俄国建筑师契利耶夫在莫斯科地区从事建筑施工时，就用 这种方法烧石灰，造了好些建筑物，其中最著名的是用它 来修复克里姆林宫的墙垣。
胶凝材料发展史
阶段
天然黏土时期
时间
胶凝材料
新石器时代 距今约 4000—10000年
天然黏土
泥巴墙
不抗水 强度低
胶凝材料发展史
阶段 天然黏土时期 石膏一石灰时期
时间
胶凝材料
新石器时代 距今约 4000—10000年
天然黏土
公元前2000— 3000年
石灰、石膏
石块、砖用石灰粘结
人们发现石灰岩在火中煅烧脱 水、在雨中胶结产生胶凝性， 因而可用来调制砌筑砂浆。
胶凝材料发展史
阶段
时间
胶凝材料
天然黏土时期
新石器时代 距今约 4000—10000年
天然黏土
石膏一石灰时期
公元前2000— 3000年
石灰、石膏
石灰一火山灰时期 公元初至18世纪 石灰、火山灰
在石灰中掺加某些火山灰沉积物，不仅强度提高，而 且还具有一定的抗水性。
胶凝材料发展史
阶段
天然黏土时期
石膏一石灰时期 石灰一火山灰时 期 天然水泥时期
“能不能使它的性能更好一些呢？”一位名叫阿斯普 丁（J.Aspdin）的英国工匠企图对史密顿的发明进行改进。 他联想到古罗马人为增强石灰的黏结力，曾在石灰中加入 火山灰的做法，因而产生了新的想法：火山灰是岩石高温 熔烧后的产物，那么，把陶器、砖瓦的屑片磨成细粉，是 不是也跟火山灰差不多呢？
阿斯普丁试了一下，效果果然不错。后来他又由此想 到，煤高温燃烧后的煤渣、炼铁高炉里流出的经高温冶炼 的矿渣可能也有类似的功能，经试验也证实了他的想法是 对的。
胶凝材料发展史
阶段
时间
胶凝材料
天然黏土时期 石膏一石灰时期
新石器时代 距今约 4000—10000年
天然黏土
公元前2000— 3000年
石灰、石膏
石灰一火山灰时期 公元初至18世纪 石灰、火山灰
天然水泥时期
18世纪下半叶
天然水泥
硅酸盐水泥时期 19世纪初
硅酸盐水泥
水泥的发明
水泥的发明
天然水泥被发现后。
❖ 4、无机非金属材料工艺：
将原料选择→粉碎→配方设计→混合 →高温（成型）→制品→后期处理的整 个过程称为工艺过程，研究工艺过程中 的各种物理化学变化、机械加工方法、 生产各种的控制等以确保产品质量的过 程称为工艺学。
❖ 书名为《普通硅酸盐工艺学》。“普通” 二字说明该课所讲是我们日常所见到的， 生活中常用到的水泥、玻璃、陶瓷的工艺 学。区别于特种水泥、特种玻璃、特种陶 瓷工艺学。
无机材料工艺学
绪言
课程内容
❖ 1、水泥工艺学 ❖ 2、玻璃工艺学 ❖ 3、陶瓷工艺学
❖ 主要讲解这三种普通硅酸盐材料的生产工 艺原理、流程和方法特点，为大家将来从 事科研、产品开发或生产管理提供一定的 理论基础。
材料回顾
使用效能
合成与制备工艺 组成与结构
性能
❖ 1、有关“材料”的定义： ❖ 材料科学与工程 ❖ 材料学 ❖ 无机非金属材料 ❖ 结构材料、功能材料、建筑材料、环境材
2、分类
水泥：起源于胶凝材料。
胶凝材料分类：
拌水后只能在空气中硬化
气硬性－－石灰、石膏
无机胶凝材料
拌水后既能在空气中硬化 又能在水中硬化
水硬性－－各种水泥
有机胶凝材料 －－沥青、树脂、橡胶
二、凝胶材料发展史
❖ 公元前2000—3000年如中国（长城—石灰）、 埃及（金子塔—煅烧石膏）、罗马（庞贝圣 庙—石灰）使用石膏胶凝材料，十八世纪后期 发展水硬性石灰，十九世纪初(1879—1825)， Portland 水泥即硅胶盐水泥制成。英国（ J. Aspdin）1824年首获Portland cement 专利。 1907—1909，制成快硬性高铝水泥，近年又 发展了硫铝酸盐水泥、氟铝酸盐水泥等。（要 学会用材料的眼光看世界，你会有意想不到的 收获）。
史密顿立即通知将石灰石运往灯塔所在的小岛，以便烧 成石灰后将岛上产的石头黏合起来重砌灯塔。
两星期后，石灰石运到了，史密顿兴冲冲地赶到卸料码 头。当他见到这些越山跨海送来的石灰石时，不由失声惊叫 起来：“真倒霉，这石头怎么是带有黑色的？它混有太多的 土质，用这种次品原料建造高标准的灯塔，不是开玩笑吗？” 可是，时间已不允许他再调运优质石灰石了，史密顿只好将 就着用这些劣质原料进行烧制。