鼠年之初，新型肺炎病毒顯現(xiàn)于中華大地，由江城武漢傳至全國大部分地區(qū)，頓時人心惶惶，談“鄂”色變。歷數(shù)新中國成立后遭遇的幾次重大災(zāi)害，受災(zāi)之初，大抵如此，宛如一盤散沙；然而，在黨的積極引導(dǎo)下，散沙亦可聚成混凝土，鑄成中華民族的精神長城，共同抵御一切苦難災(zāi)害。在災(zāi)害面前，我們中華兒女不會低頭，因?yàn)槲覀冇兄啦磺㈩B強(qiáng)抗?fàn)幍木褫d體。

武漢雖然是這次災(zāi)害的首發(fā)地，但絕不是我們緊張情緒的發(fā)泄地。武漢人民更是我們抵御災(zāi)害的戰(zhàn)友，是我們精神長城中不可分割的一部分。武漢是我的第二故鄉(xiāng)，那里有我的同學(xué)，他們在中建三局工作，正在通過自己的專業(yè)技能在前線奮戰(zhàn)。沒錯，他們的前線就是“火神山”和“雷神山”醫(yī)院，他們的專業(yè)領(lǐng)域就是混凝土，而混凝土的精神載體就是水泥。

火神山醫(yī)院施工現(xiàn)場

平凡之身

水泥，在遇水之前的確是粉體，普普通通，平平凡凡，一袋也就幾十塊錢，如同活在中華大地的蕓蕓眾生。而在遇水之后，水泥粉體內(nèi)部會發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)，成為一種可以將砂、石等瘠性材料粘結(jié)在一起的膠凝材料載體。“團(tuán)結(jié)就是力量”，當(dāng)近14億中國人民團(tuán)結(jié)在一起時，其精神長城將抵擋萬難、無堅(jiān)不摧！

中華民族的精神長城由黨和人民去鑄就，作為科普文章，這里還是重點(diǎn)介紹混凝土長城中平凡但不可或缺的一種無機(jī)非金屬材料——水泥。我與武漢這座城市結(jié)緣于武漢理工大學(xué)的無機(jī)非金屬材料專業(yè)，我為同窗們能夠?qū)W以致用、保家衛(wèi)國而感到自豪！對于初涉材料領(lǐng)域的人而言，“無機(jī)非金屬”這個名字實(shí)在有點(diǎn)故弄玄虛：既不是有機(jī)物、又不是金屬，那到底是什么材料呢？其實(shí)，我國最早將這類材料稱為“窯業(yè)材料”或“陶業(yè)材料”，而后因其主要產(chǎn)品中含硅酸鹽礦物又稱之為“硅酸鹽材料”，再以后，隨著其體系拓展到氧化物、氮化物、硫化物、鹵化物、碳化物、磷酸鹽、硼酸鹽、碳酸鹽、鉬酸鹽等領(lǐng)域，才被稱作“無機(jī)非金屬材料”。從專業(yè)名稱和領(lǐng)域劃分角度來看，似乎很難找到水泥的身影。事實(shí)上，它屬于硅酸鹽一族，批量生產(chǎn)和應(yīng)用技術(shù)已十分成熟，因而在科研領(lǐng)域很難以像陶瓷那樣引人注目。正所謂“大隱隱于市”，水泥在我們生活中也因隨處可見而落入凡塵。

水泥粉體

在這場災(zāi)難面前，那些普普通通的、落入凡塵的白衣天使們、那些普普通通、與塵土共舞的鋼鐵戰(zhàn)士們，義無反顧地降臨在我們與病毒之間，此時此刻，我們才看到了他們平凡之身的非凡之舉——國之義士，和平時期兢兢業(yè)業(yè)、國難時期方顯英雄本色。

非凡之舉

   水泥價格很便宜，隨意放在大街上也不會被偷。如果因此而認(rèn)為水泥生產(chǎn)技術(shù)含量低，那就大錯特錯了。其實(shí)，當(dāng)今社會水泥的成本正是因其采用先進(jìn)的生產(chǎn)工藝才大大降低的。 我本科時曾去水泥廠參觀實(shí)習(xí)過，那里的設(shè)備基本上實(shí)現(xiàn)了自動化和信息化，可以通過中控室實(shí)時監(jiān)控生產(chǎn)狀態(tài)；那時，水泥廠的工人并不多，而工資也并不高，好像是因?yàn)樗喈a(chǎn)能過剩造成的。那些國之義士們，應(yīng)該也沒稀有的明星們賺的錢多吧？現(xiàn)在很多年輕人的理想是當(dāng)明星，以后會不會也會因?yàn)檫^剩而低廉呢？經(jīng)濟(jì)規(guī)律還是社會規(guī)律，這是個問題。

遇水變身——水泥的水硬過程

水泥出廠時均為粉狀，但在加水拌和后即能形成粘接砂石的可塑性漿體，靜置后還能凝結(jié)硬化成具有一定強(qiáng)度的石膏體；這其實(shí)是水泥粉體的水化和硬化過程（簡稱水硬過程），并伴隨著一系列復(fù)雜的物理、化學(xué)變化。

水泥按水硬后的礦物可分為硅酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、氟鋁酸鹽等，品種已達(dá)100多種。其中，硅酸鹽水泥較為常見，是由CaO、SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃等生料粉通過高溫?zé)贫伞⒑兴残晕镔|(zhì)（主要是硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣和鐵鋁酸四鈣）的熟料粉。

硅酸三鈣在水泥熟料中含量約占50%，有時高達(dá)60%，其水化作用和水化產(chǎn)物對水泥漿體的性能影響很大。硅酸三鈣水化產(chǎn)物為水化硅酸鈣凝膠和氫氧化鈣，水硬過程分為初始水解期、誘導(dǎo)期、加速期、衰減期和穩(wěn)定期（具體見下表）；硅酸二鈣水硬過程與之類似，但氫氧化鈣生成量少，結(jié)晶也較粗大；鋁酸三鈣水化產(chǎn)物包括鈣礬石、單硫型水化硫鋁酸鈣、單硫型固溶體、水石榴子石等；鐵鋁酸四鈣水化產(chǎn)物為水化鋁酸鈣和水化鐵酸鈣的固溶體。

硅酸三鈣的水硬階段

與時俱進(jìn)——采用先進(jìn)的生產(chǎn)工藝

水泥生產(chǎn)過程要經(jīng)過“二磨一燒”（生料磨、水泥窯和水泥磨）。其中，水泥窯是將水泥生料在高溫下燒成熟料的設(shè)備，是水泥生產(chǎn)工藝中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。目前工業(yè)上主要采用立窯和回轉(zhuǎn)窯。而回轉(zhuǎn)窯又包括干法中空回轉(zhuǎn)窯（傳統(tǒng)干法生產(chǎn)工藝）；濕法回轉(zhuǎn)窯（濕法生產(chǎn)工藝）、立波爾窯（半干法生產(chǎn)工藝）、懸浮預(yù)熱器窯和窯外分解窯（新型干法水泥回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)工藝）。

新型干法水泥生產(chǎn)線

水泥生產(chǎn)從立窯到傳統(tǒng)干法回轉(zhuǎn)窯，到濕法回轉(zhuǎn)窯，到立波爾窯，再到新型干法水泥回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)，這是水泥工作者對水泥生產(chǎn)方法認(rèn)識的幾次飛躍。盡管這種認(rèn)識還在不斷繼續(xù)，但目前新型干法水泥回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)已在水泥生產(chǎn)中占據(jù)統(tǒng)治地位，極大降低了水泥的生產(chǎn)成本和能耗，是水泥生產(chǎn)技術(shù)上的巨大突破。

此時此刻，水泥的非凡之舉就在那兩座醫(yī)院上，水泥之身已入“火”、“雷”，水泥之精神應(yīng)被銘記——?dú)v史長城是由普通的人民群眾共同鑄成的，他們普通，但并不平凡。但愿歷史在回眸到2020年時，會留下贊賞的一瞥，為每一個非凡之舉的人。

粉體圈 王京