鼠年之初，新型肺炎病毒显现于中华大地，由江城武汉传至全国大部分地区，顿时人心惶惶，谈“鄂”色变。历数新中国成立后遭遇的几次重大灾害，受灾之初，大抵如此，宛如一盘散沙；然而，在党的积极引导下，散沙亦可聚成混凝土，铸成中华民族的精神长城，共同抵御一切苦难灾害。在灾害面前，我们中华儿女不会低头，因为我们有着永不屈服、顽强抗争的精神载体。

武汉虽然是这次灾害的首发地，但绝不是我们紧张情绪的发泄地。武汉人民更是我们抵御灾害的战友，是我们精神长城中不可分割的一部分。武汉是我的第二故乡，那里有我的同学，他们在中建三局工作，正在通过自己的专业技能在前线奋战。没错，他们的前线就是“火神山”和“雷神山”医院，他们的专业领域就是混凝土，而混凝土的精神载体就是水泥。

火神山医院施工现场

平凡之身

水泥，在遇水之前的确是粉体，普普通通，平平凡凡，一袋也就几十块钱，如同活在中华大地的芸芸众生。而在遇水之后，水泥粉体内部会发生剧烈的化学反应，成为一种可以将砂、石等瘠性材料粘结在一起的胶凝材料载体。“团结就是力量”，当近14亿中国人民团结在一起时，其精神长城将抵挡万难、无坚不摧！

中华民族的精神长城由党和人民去铸就，作为科普文章，这里还是重点介绍混凝土长城中平凡但不可或缺的一种无机非金属材料——水泥。我与武汉这座城市结缘于武汉理工大学的无机非金属材料专业，我为同窗们能够学以致用、保家卫国而感到自豪！对于初涉材料领域的人而言，“无机非金属”这个名字实在有点故弄玄虚：既不是有机物、又不是金属，那到底是什么材料呢？其实，我国最早将这类材料称为“窑业材料”或“陶业材料”，而后因其主要产品中含硅酸盐矿物又称之为“硅酸盐材料”，再以后，随着其体系拓展到氧化物、氮化物、硫化物、卤化物、碳化物、磷酸盐、硼酸盐、碳酸盐、钼酸盐等领域，才被称作“无机非金属材料”。从专业名称和领域划分角度来看，似乎很难找到水泥的身影。事实上，它属于硅酸盐一族，批量生产和应用技术已十分成熟，因而在科研领域很难以像陶瓷那样引人注目。正所谓“大隐隐于市”，水泥在我们生活中也因随处可见而落入凡尘。

水泥粉体

在这场灾难面前，那些普普通通的、落入凡尘的白衣天使们、那些普普通通、与尘土共舞的钢铁战士们，义无反顾地降临在我们与病毒之间，此时此刻，我们才看到了他们平凡之身的非凡之举——国之义士，和平时期兢兢业业、国难时期方显英雄本色。

非凡之举

   水泥价格很便宜，随意放在大街上也不会被偷。如果因此而认为水泥生产技术含量低，那就大错特错了。其实，当今社会水泥的成本正是因其采用先进的生产工艺才大大降低的。 我本科时曾去水泥厂参观实习过，那里的设备基本上实现了自动化和信息化，可以通过中控室实时监控生产状态；那时，水泥厂的工人并不多，而工资也并不高，好像是因为水泥产能过剩造成的。那些国之义士们，应该也没稀有的明星们赚的钱多吧？现在很多年轻人的理想是当明星，以后会不会也会因为过剩而低廉呢？经济规律还是社会规律，这是个问题。

遇水变身——水泥的水硬过程

水泥出厂时均为粉状，但在加水拌和后即能形成粘接砂石的可塑性浆体，静置后还能凝结硬化成具有一定强度的石膏体；这其实是水泥粉体的水化和硬化过程（简称水硬过程），并伴随着一系列复杂的物理、化学变化。

水泥按水硬后的矿物可分为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、氟铝酸盐等，品种已达100多种。其中，硅酸盐水泥较为常见，是由CaO、SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃等生料粉通过高温烧制而成、含有水硬性物质（主要是硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙和铁铝酸四钙）的熟料粉。

硅酸三钙在水泥熟料中含量约占50%，有时高达60%，其水化作用和水化产物对水泥浆体的性能影响很大。硅酸三钙水化产物为水化硅酸钙凝胶和氢氧化钙，水硬过程分为初始水解期、诱导期、加速期、衰减期和稳定期（具体见下表）；硅酸二钙水硬过程与之类似，但氢氧化钙生成量少，结晶也较粗大；铝酸三钙水化产物包括钙矾石、单硫型水化硫铝酸钙、单硫型固溶体、水石榴子石等；铁铝酸四钙水化产物为水化铝酸钙和水化铁酸钙的固溶体。

硅酸三钙的水硬阶段

与时俱进——采用先进的生产工艺

水泥生产过程要经过“二磨一烧”（生料磨、水泥窑和水泥磨）。其中，水泥窑是将水泥生料在高温下烧成熟料的设备，是水泥生产工艺中的关键环节。目前工业上主要采用立窑和回转窑。而回转窑又包括干法中空回转窑（传统干法生产工艺）；湿法回转窑（湿法生产工艺）、立波尔窑（半干法生产工艺）、悬浮预热器窑和窑外分解窑（新型干法水泥回转窑生产工艺）。

新型干法水泥生产线

水泥生产从立窑到传统干法回转窑，到湿法回转窑，到立波尔窑，再到新型干法水泥回转窑系统，这是水泥工作者对水泥生产方法认识的几次飞跃。尽管这种认识还在不断继续，但目前新型干法水泥回转窑系统已在水泥生产中占据统治地位，极大降低了水泥的生产成本和能耗，是水泥生产技术上的巨大突破。

此时此刻，水泥的非凡之举就在那两座医院上，水泥之身已入“火”、“雷”，水泥之精神应被铭记——历史长城是由普通的人民群众共同铸成的，他们普通，但并不平凡。但愿历史在回眸到2020年时，会留下赞赏的一瞥，为每一个非凡之举的人。

粉体圈 王京