水泥作为一种重要的建筑材料，在现代社会的基础设施建设、房屋建筑等领域发挥着不可替代的作用。其发展历程见证了人类建筑技术的不断进步。从最初简单的煅烧工艺到如今复杂且高效的生产技术，水泥的性能不断提升，应用范围也日益广泛。深入研究水泥的各个方面，对于推动建筑行业的可持续发展、提高建筑工程质量具有重要意义。
一，水泥制造技术发展历史
1，工业化制造水泥的初级阶段
1824 年，英国人阿斯普丁创造了世界上第一台煅烧水泥的工业窑炉，这是一台干法静止间歇式圆筒型自然通风的普通立窑。它的出现，标志着人工合成无机硅酸盐水硬性胶凝材料历史的开端。然而，当时受技术限制，水泥质量不稳定，产量和劳动生产率都处于较低水平 。
2，机械化连续生产阶段
1877 年，英国人克兰普汤发明了干法卧式回转窑，实现了水泥的连续生产。这一发明使得水泥的产量和质量都有了一定程度的提高，尤其是产量方面有了显著进步，成为最早的回转窑制造技术 。
3，湿法水泥制造技术的诞生
二十世纪初，液态均化技术研究成功，引发了水泥制造技术的重大变革。1903 年，第一条湿法水泥生产线问世。液态均化技术的应用，极大地提高了水泥制造过程对非均质原料的适应性，为产品质量的稳定奠定了基础。因此，湿法水泥生产线制造技术迅速得到普遍推广，并取代了干法回转窑。同时，随着对产能需求的增加，湿法回转窑不断朝着大型化方向发展 。
4，机械化立窑的出现
水泥湿法制造技术在发挥回转窑产量相对较高优势的同时，也带来了热耗特别高的问题。1910 年，立窑生产实现了机械化连续作业。随着机械化立窑的发明与改进，产品质量得到保证，劳动生产率大幅提高，且因其热耗低而得到广泛认可。但在当时，能源问题尚未像现在这样突出，其热耗低的优势不足以完全取代湿法回转窑，而湿法回转窑在产品质量上明显优于机械化立窑，加之对产能的追求，湿法回转窑仍持续向大型化发展 。
5，立波尔窑技术的诞生
1928 年，德国的理利坡博士和普利休斯公司发明了设有生料成球和煅烧炉篦子机组的立波尔型回转窑水泥制造技术。该技术融合了旋窑发热能力大的优点和机立窑透过式传热的合理内核，在窑尾增设煅烧炉篦，利用窑尾废气预热煅烧生料球。这一创新使得窑的容积产量比湿法窑提高 150％，热能消耗下降 35％，窑体长度减少 50％。然而，由于其电耗大，且产品质量相比湿法回转窑稍有逊色，最终未能取代湿法回转窑，也未将立窑挤出市场 。
6，新型干法水泥制造技术的出现
立波尔窑技术将原料预热、部分硅酸盐分解移至窑外的理念，为后续技术发展带来了启示。1934 年，丹麦约根生获得预热器专利权，1951 年德国人模瑞发明了悬浮预热器。20 世纪 70 年代初，悬浮预热分解新技术出现，该技术进一步强化了预分解过程。其煅烧热耗仅为湿法窑的 50％，容积产量增高 7 倍，窑的长度仅为湿法窑的 40％。到 80 年代末，该技术已相当成熟，被称为新型干法水泥技术。新型干法水泥技术的成功，得益于连续式粉体均化技术、原料预均化技术、连续式计量装置及 X 射线分析仪 — 电子计算机控制系统、集散式远程控制技术特别是微机算机技术等一系列背景技术的支持 。
二，影响水泥性能的因素
1，熟料矿物组成的影响
水泥熟料矿物组成对水泥性能有着关键影响。C3S 水化速度快，早后期强度高；C2S 水化速度慢，水化热低，对 28 天以后强度增长有利。C3S 与 C2S 矿物总量越高，水泥的力学性能、耐久性能越好。C3A 与 C4AF 为熔剂矿物，C3A 需水量与水化热最大，凝结硬化快，对早期强度较有利，但水化产物稳定性较差，硬化浆体强度不高，对混凝土的工作性能与耐久性能不利。从与外加剂相容性来看，C3A 吸附减水剂能力最强，其次是 C4AF，C3S 与 C2S 对减水剂的吸附较少。一般来说，熟料硅酸率越高，越有利于提高水泥的力学性能及其与外加剂的相容性。但由于熟料矿物吸附减水剂的能力还受矿物的固溶量、结晶状态等因素影响，不能仅从率值大小判断水泥性能优劣。若熟料烧成率较高，硅酸盐矿物含量较多，A 矿晶体发育良好，大小适中，晶形较好，f - CaO 含量低时，水泥的力学性能及与外加剂的相容性就较好 。
2，熟料的烧成温度及烧成速度的影响
高温烧成的熟料与低温烧成的熟料性能差异明显。高温快烧的熟料，硅酸盐矿物固溶较多其他组分（如 C3S 固溶 Al2O3、Fe2O3、MgO 等形成 A 矿），增加了 A 矿的含量及内能，提高了水化活性，并使 C3A 与 C4AF 含量减少，其固溶量随温度升高及烧成速度加快而增大。因此，高温快烧的熟料，A 矿发育良好，尺寸适中，边棱清晰，水泥浆体强度较高，与外加剂相容性好。而低温烧成的熟料，硅酸盐矿物活性较差，胶砂强度较低，且由于 C3S 固溶 Al2O3、Fe2O3 减少，熟料矿物中析晶出来的 C3A、C4AF 较多，水泥标准稠度用水量大，与外加剂相容性差 。
3，冷却制度的影响
熟料在较高温度范围（1450 - 1200℃）的快速冷却，对水泥性能有积极影响。快速冷却有利于 A 矿保持良好晶形，减少 C2S 粉化，使硅酸盐矿物活性较高；溶剂矿物多以玻璃体存在，大量减少 C3A 和 C4AF 的析晶。因此，快冷熟料，即使 C3A、C4AF 计算含量较高，由于大部分以玻璃体存在，所磨制的水泥仍与外加剂相容性好，凝结时间正常，水泥强度较高。相反，慢速冷却时，熟料中 β - C2S 转变为 γ - C2S，矿物活性降低，C3A、C4AF 大量析晶，磨制的水泥与外加剂相容性差 。
4，水泥的颗粒分布与形状的影响
水泥颗粒分布和形状对其性能也有重要作用。水泥中 4 - 30um 的颗粒对强度增长贡献最大，大于 60um 的颗粒对强度基本不起作用，小于 3um 的颗粒对减少泌水、缩短凝结时间、提高 1 天强度有利。水泥颗粒分布集中，颗粒堆积的空隙率大，水泥标准稠度大，凝结时间长，1 天强度低，与外加剂的相容性也较差；反之，若水泥颗粒分布较分散，则在浆体中能表现出更好的性能 。
