水泥
水泥是一種用於建築施工和土木工程的水硬性粘合劑。 它是通過研磨高溫煅燒的粘土和石灰石混合物的熟料獲得的細粉。 當向水泥中加入水時，它會變成漿狀物，逐漸硬化成石頭般的稠度。 它可以與沙子和礫石（粗骨料）混合形成砂漿和混凝土。
有兩種類型的水泥：天然的和人造的。 天然水泥取自具有水泥狀結構的天然材料，僅需煅燒和研磨即可得到水硬性水泥粉。 人造水泥可以大量使用，而且數量還在不斷增加。 每種類型都有不同的組成和機械結構，並具有特定的優點和用途。 人造水泥可分為波特蘭水泥（以英國波特蘭鎮命名）和高鋁水泥。
生產
矽酸鹽法佔世界水泥生產的最大部分，如圖 1 所示。它包括兩個階段：熟料製造和熟料研磨。 用於熟料生產的原料是石灰石等石灰質材料和粘土等泥質材料。 將原料混合併在干法（干法）或水中（濕法）研磨。 粉碎後的混合物在 1,400 至 1,450°C 的溫度範圍內在立式或旋轉傾斜窯中進行煅燒。 離開窯爐後，熟料會迅速冷卻，以防止矽酸三鈣（矽酸鹽水泥的主要成分）轉化為矽酸氫鈣和氧化鈣。
圖 1. 水泥的製造
冷卻的熟料塊通常與石膏和各種其他添加劑混合，這些添加劑控制凝固時間和使用中混合物的其他特性。 以這種方式可以獲得範圍廣泛的不同水泥，例如普通矽酸鹽水泥、速凝水泥、水凝水泥、冶金水泥、特拉斯水泥、疏水水泥、海事水泥、油氣井用水泥、高速公路用水泥或水壩、膨脹水泥、鎂水泥等。 最後，熟料在磨機中研磨、篩選並儲存在筒倉中以備包裝和運輸。 普通矽酸鹽水泥的化學成分為：
- 氧化鈣 (CaO)：60 至 70%
- 二氧化矽（SiO2) (包括約5%的游離SiO2): 19 至 24%
- 三氧化二鋁（Al3O3): 4 至 7%
- 三氧化二鐵（Fe2O3): 2 至 6%
- 氧化鎂 (MgO)：小於 5%
高鋁水泥生產具有高初始強度的砂漿或混凝土。 它由石灰石和粘土的混合物製成，具有高氧化鋁含量（不含增量劑），在約 1,400°C 下煅燒。 高鋁水泥的化學成分約為：
- 氧化鋁（Al2O3）：50％
- 氧化鈣 (CaO)：40%
- 三氧化二鐵（Fe2O3）：6％
- 二氧化矽（SiO2）：4％
燃料短缺導致天然水泥產量增加，尤其是那些使用凝灰岩（火山灰）的水泥。 如有必要，將其在 1,200°C 下煅燒，而不是波特蘭所需的 1,400 至 1,450°C。 凝灰岩可能含有 70% 至 80% 的無定形游離二氧化矽和 5% 至 10% 的石英。 通過煅燒，無定形二氧化矽部分轉化為磷石英和方石英。
用途
水泥用作砂漿和混凝土（水泥、礫石和沙子的混合物）中的粘合劑。 通過改變加工方法或加入添加劑，可以使用單一類型的水泥（例如普通水泥、粘土水泥、瀝青水泥、瀝青焦油水泥、速凝水泥、泡沫水泥、防水水泥、微孔水泥、增強水泥、應力水泥、離心水泥）獲得不同類型的混凝土具體等）。
危害性
在開採用於水泥的粘土、石灰石和石膏的採石場，工人們暴露在氣候條件、鑽孔和破碎過程中產生的粉塵、爆炸和岩石和泥土墜落的危險之中。 道路運輸事故發生在運往水泥廠的過程中。
水泥加工過程中，主要危害是粉塵。 過去，粉塵水平在 26 至 114 毫克/立方米之間3 採石場和水泥廠均有記錄。 在個別過程中，報告了以下粉塵水平：粘土提取——41.4 mg/m3; 原料破碎和研磨—79.8 mg/m3; 篩分— 384 mg/m3; 熟料研磨—140 mg/m3; 水泥填料— 256.6 mg/m3; 和負載等—179 mg/m3. 在使用濕法工藝的現代工廠中，15 至 20 毫克粉塵/立方米3 空氣有時是短時值的上限。 水泥廠附近的空氣污染約為舊值的 5% 到 10%，這尤其要歸功於靜電過濾器的廣泛使用。 粉塵中的游離二氧化矽含量通常在原材料（粘土可能含有細粒石英，可能添加沙子）和熟料或水泥的水平之間變化，通常從中去除所有游離二氧化矽。
水泥廠遇到的其他危險包括高環境溫度，尤其是在爐門附近和爐台上、輻射熱和球磨機附近的高噪音水平（120 分貝）。 在石灰石窯爐附近發現了一氧化碳濃度範圍從痕量到 50 ppm。
水泥行業工人遇到的其他危險情況包括呼吸系統疾病、消化系統疾病、皮膚病、風濕病和神經疾病以及聽力和視覺障礙。
呼吸道疾病
呼吸道疾病是水泥行業中最重要的一組職業病，是吸入空氣中的粉塵以及工作環境中大氣候和小氣候條件影響的結果。 據報導，慢性支氣管炎通常與肺氣腫有關，是最常見的呼吸道疾病。
由於不含游離二氧化矽，普通矽酸鹽水泥不會引起矽肺病。 然而，從事水泥生產的工人可能會接觸到游離二氧化矽含量差異很大的原材料。 用於耐火板、磚和粉塵的耐酸水泥含有大量的游離二氧化矽，接觸它們有一定的矽肺病風險。
水泥塵肺被描述為良性針頭或網狀塵肺，可能在長時間接觸後出現，並且進展非常緩慢。 然而，也觀察到了一些嚴重的塵肺病病例，很可能是在接觸了粘土和矽酸鹽水泥以外的材料之後。
一些水泥還含有不同數量的矽藻土和凝灰岩。 據報導，加熱時，由於無定形二氧化矽轉變為方石英，矽藻土的毒性更大，方石英是一種比石英更致病的結晶物質。 伴隨的肺結核可能會使水泥塵肺的病程複雜化。
消化系統疾病
水泥行業胃十二指腸潰瘍的發病率明顯偏高，引起了人們的關注。 對269名水泥廠工人進行檢查，發現胃十二指腸潰瘍13例（4.8%）。 隨後，豚鼠和以水泥粉為食的狗均誘發了胃潰瘍。 然而，水泥廠的一項研究顯示，由於胃十二指腸潰瘍，病假缺勤率為 1.48% 至 2.69%。 由於潰瘍每年可能經歷數次急性期，因此與其他職業相比，這些數字並不過分。
皮膚病
皮膚病在文獻中被廣泛報導，據說約佔所有職業性皮膚病的 25% 或更多。 已觀察到各種形式，包括皮膚內含物、甲週糜爛、瀰漫性濕疹性病變和皮膚感染（fur 瘡、膿腫和全癬）。 然而，這些在水泥使用者（例如瓦工和泥瓦匠）中比在水泥製造廠工人中更常見。
早在1947年就提出水泥濕疹可能是由於水泥中存在六價鉻（通過鉻溶液試驗檢測）所致。 鉻鹽可能進入真皮乳頭，與蛋白質結合併產生過敏性致敏作用。 由於用於製造水泥的原材料通常不含鉻，因此以下已被列為水泥中鉻的可能來源：火山岩、窯爐耐火襯裡的磨損、磨機中使用的鋼球以及用於破碎和研磨原料和熟料的不同工具。 對鉻的敏感性可能是鎳和鈷敏感性的主要原因。 水泥的高鹼度被認為是水泥皮膚病的一個重要因素。
風濕病和神經疾病
水泥工業中遇到的大氣候和小氣候條件的廣泛變化與運動系統（例如關節炎、風濕病、脊柱炎和各種肌肉疼痛）和周圍神經系統（例如背痛、神經痛和坐骨神經根炎）。
聽力和視力障礙
據報導，水泥廠工人出現中度耳蝸聽覺減退。 主要的眼病是結膜炎，通常只需要門診醫療。
事故
在大多數情況下，採石場的事故是由於土石墜落造成的，或者是在運輸過程中發生的。 在水泥廠中，意外傷害的主要類型是在人工搬運工作中發生的擦傷、割傷和擦傷。
安全衛生措施
水泥行業預防粉塵危害的一個基本要求是準確了解所用所有材料的成分，尤其是游離二氧化矽含量。 了解新開發的水泥類型的確切成分尤為重要。
在採石場，挖掘機應配備密閉駕駛室和通風設備，確保空氣純淨，鑽孔和破碎過程中應採取抑塵措施。 爆破過程中釋放的一氧化碳和亞硝氣可能會導致中毒，方法是確保工人在射擊過程中保持適當的距離，並且在所有煙霧清除之前不要返回爆破點。 可能需要合適的防護服來保護工人免受惡劣天氣的影響。
水泥廠的所有粉塵工序（研磨、篩分、傳送帶轉運）都應配備足夠的通風系統，運送水泥或原材料的傳送帶應封閉，並在傳送帶轉運點採取特殊預防措施。 熟料冷卻平台、熟料研磨和水泥包裝廠也需要良好的通風。
最困難的粉塵控制問題是熟料窯爐的粉塵控制問題，通常安裝靜電過濾器，然後再安裝布袋或其他過濾器。 靜電過濾器也可用於篩分和包裝過程，在這些過程中它們必須與其他空氣污染控制方法結合使用。 磨碎的熟料應在封閉的螺旋輸送機中輸送。
高溫工作點應配備冷風噴淋器，並應提供足夠的熱屏蔽。 在窯充分冷卻之前，不得對熟料窯進行維修，而且只能由年輕、健康的工人進行。 這些工人應接受醫療監督，檢查他們的心臟、呼吸和汗液功能，防止發生熱休克。 在炎熱環境中工作的人員應酌情提供含鹽飲料。
皮膚病預防措施應包括提供沐浴露和淋浴後使用的隔離霜。 濕疹病例可採用脫敏治療：脫骨水泥暴露3～6個月痊癒後，用2：1重鉻酸鉀水溶液滴10,000滴，每次5分鐘，每週2～3次。 在沒有局部或全身反應的情況下，接觸時間通常增加到 15 分鐘，然後增加溶液的強度。 這種脫敏程序也可用於對鈷、鎳和錳敏感的情況。 已經發現鉻皮炎——甚至鉻中毒——可以用抗壞血酸來預防和治療。 抗壞血酸使六價鉻失活的機制涉及還原為低毒性的三價鉻，以及隨後形成三價物種的絡合物。
混凝土和鋼筋混凝土工程
為了生產混凝土，在安裝在施工現場的各種容量的電動臥式或立式攪拌機中，將礫石和沙子等骨料與水泥和水混合，但有時將預拌混凝土運送和卸出更經濟進入網站上的筒倉。 為此，混凝土攪拌站安裝在城鎮周邊或礫石坑附近。 使用特殊的轉鼓卡車來避免混凝土的混合成分分離，這會降低混凝土結構的強度。
塔式起重機或起重機用於將預拌混凝土從攪拌機或料倉運輸到框架。 某些結構的尺寸和高度也可能需要使用混凝土泵來輸送和澆築預拌混凝土。 有泵可以將混凝土提升到高達 100 m 的高度。 由於它們的容量遠大於起重機或起重機，因此它們特別適用於借助爬升模板建造高橋墩、塔和筒倉。 混凝土泵車一般安裝在貨車上，現在運輸預拌混凝土的轉鼓式貨車多采用轉鼓式貨車，無需經過料倉，直接將混凝土輸送到混凝土泵車。
模板
模板遵循了技術發展，這使得具有更長臂和更高容量的大型塔式起重機的可用性成為可能，並且不再需要準備模板 現場.
預製模板長達 25 m2 in size 特別用於製作大型住宅和工業建築的垂直結構，例如立面和分隔牆。 這些結構鋼模板元件在現場車間或由工業預製，內襯金屬板或木板。 它們由起重機搬運，並在混凝土凝固後拆除。 根據建築方法的類型，預製模板要么降低到地面進行清潔，要么帶到下一個牆體部分準備澆築。
所謂的模板工作台用於製作水平結構（即大型建築物的樓板）。 這些桌子由幾個結構鋼元件組成，可以組裝成不同表面的地板。 在混凝土凝固後，通過螺旋千斤頂或液壓千斤頂降低工作台的上部（即實際的樓板模板）。 設計了特殊的鳥嘴狀承載裝置來抽出桌子，將它們提升到下一層並將它們插入那裡。
滑動或爬升模板用於建造塔、筒倉、橋墩和類似的高結構。 準備單個模板元件 現場 以此目的; 其橫截面與待建結構的橫截面相對應，其高度可在 2 至 4 m 之間變化。 與混凝土接觸的模板表面襯有鋼板，整個元件與頂升裝置相連。 錨固在澆築的混凝土中的垂直鋼筋用作頂升導軌。 隨著混凝土凝固，滑動模板向上頂起，加固工作和混凝土澆築繼續不間斷地進行。 這意味著工作必須全天候進行。
攀爬形式與滑動形式的不同之處在於，它們通過螺紋套筒固定在混凝土中。 一旦澆築的混凝土達到所需的強度，鬆開地腳螺釘，將模板提升到下一段的高度，進行澆築、錨固並準備接收混凝土。
所謂的模板車經常用於土木工程，特別是用於製造橋面板。 特別是在建造長橋或高架橋時，模板車取代了相當複雜的腳手架。 與一個跨度長度相對應的甲板模板安裝在結構鋼框架上，以便可以將各種模板元件頂入到位，並在混凝土凝固後橫向拆除或降低。 當隔間完成後，支撐框架前進一個隔間長度，再次將模板元件頂入到位，然後澆築下一個隔間
當使用所謂的懸臂技術建造橋樑時，支撐框架比上述框架短得多。 它不靠在下一個碼頭上，但必須錨定以形成懸臂。 這種技術通常用於非常高的橋樑，通常依賴於從跨度兩側的橋墩分階段推進的兩個這樣的框架。
預應力混凝土特別用於橋樑，但也用於建造特別設計的結構。 將鋼絲股包裹在鋼板或塑料護套中，與鋼筋同時埋入混凝土中。 鋼絞線或鋼筋束的端部設有頂板，以便預應力混凝土構件可以在加載構件之前借助液壓千斤頂進行預張緊。
預製構件
通過在特殊混凝土廠或施工現場附近預製樓板、牆壁、橋樑等構件，大型住宅、橋樑和隧道的施工技術進一步合理化。 現場拼裝的預製構件，免去了複雜模板、腳手架的架設、移位和拆除，避免了大量高空危險作業。
加強
鋼筋通常根據鋼筋和彎曲計劃交付到現場切割和彎曲。 只有在現場或工廠預製混凝土構件時，鋼筋才會相互連接或焊接以形成籠子或墊子，在澆築混凝土之前將其插入模板中。
事故預防
機械化和合理化消除了建築工地的許多傳統危險，但也產生了新的危險。 例如，由於在橋樑建設中使用模板車、模板支撐框架和其他技術，因高處墜落而導致的死亡人數已大大減少。 這是因為工作平台和帶護欄的人行道僅需組裝一次並與模板車同時移動，而傳統模板的護欄通常被忽略。 另一方面，機械危險正在增加，電氣危險在潮濕環境中尤為嚴重。 健康危害來自水泥本身、為固化或防水而添加的物質以及用於模板的潤滑劑。
下面介紹各種操作應採取的一些重要的事故預防措施。
混凝土攪拌
由於混凝土幾乎總是由機器混合，因此應特別注意開關設備和進料斗的設計和佈局。 特別是，在清潔混凝土攪拌機時，可能會無意中啟動開關，啟動滾筒或料車，造成工人受傷。 因此，開關應該受到保護，並以不會混淆的方式佈置。 如有必要，應將它們聯鎖或配備鎖具。 料斗應遠離攪拌機服務員和工人在其附近通道上移動的危險區域。 還必須確保清潔進料斗料斗下方坑的工人不會因料斗意外降低而受傷。
骨料的筒倉，尤其是沙子，存在致命事故的危險。 例如，在沒有待命人員且沒有安全帶和救生索的情況下進入筒倉的工人可能會墜落並被埋在鬆散的物料中。 因此，筒倉應配備振動器和平台，可以從中戳下粘砂，並應顯示相應的警告提示。 任何人都不得在沒有其他人站在旁邊的情況下進入筒倉。
混凝土搬運和澆築
混凝土轉運點及其帶鏡子和鏟斗接收籠的設備的正確佈局避免了傷害待命工人的危險，否則他們必須伸手去拿起重機鏟斗並將其引導到適當的位置。
必須固定液壓頂起的輸送筒倉，以便在管道破裂時它們不會突然下降。
借助懸掛在起重機吊鉤上的鏟斗或混凝土泵將混凝土澆築到模板中時，必須提供裝有護欄的工作平台。 起重機操作員必須接受過此類工作的培訓，並且視力必須正常。 如果覆蓋距離較遠，則必須使用雙向電話通信或對講機。
使用帶有管道和立杆的混凝土泵時，應特別注意安裝的穩定性。 內置混凝土泵的攪拌車（水泥攪拌車）必須配備互鎖開關，不能同時啟動兩種作業。 必須對攪拌器進行防護，使操作人員無法接觸運動部件。 用於收集橡膠球的籃子是在混凝土澆築後通過管道壓入以清潔橡膠球，現在由兩個相反方向佈置的彎頭代替。 這些肘部幾乎吸收了將球推過放置線所需的所有壓力； 它們不僅消除了線端的鞭子效應，而且還防止球被擊出線端。
當攪拌車與放置設備和起重設備結合使用時，必須特別注意架空電線。 除非架空線可以移動，否則它們必須在工作範圍內絕緣或由保護性腳手架保護，以防止任何意外接觸。 聯繫供電站很重要。
模板
由方木和板材組成的傳統模板在組裝過程中經常發生跌倒，因為對於僅需要短時間的工作平台，往往會忽略必要的護欄和踢腳板。 如今，鋼支撐結構被廣泛用於加快模板組裝，但在這裡，可用的護欄和踢腳板也經常以短期需要為藉口而沒有安裝。
越來越多地使用的膠合板模板具有易於組裝且快速的優點。 然而，通常在使用多次後，它們經常被用作快速需要的腳手架的平台，並且通常忘記了與普通腳手架板相比，支撐橫梁之間的距離必須大大減少。 誤用作棚架平台的模板破損而引致的意外，仍時有發生。
使用預製形式元素時，必須牢記兩個突出的危險。 這些元素必須以無法翻轉的方式存儲。 由於水平存儲表單元素並不總是可行的，因此必須通過支撐來固定它們。 永久配備平台、護欄和腳趾板的模板元件可以通過吊索連接到起重機吊鉤上，也可以在正在施工的結構上組裝和拆卸。 它們為工作人員提供了一個安全的工作場所，並且無需提供用於澆築混凝土的工作平台。 可以添加固定梯子以更安全地進入平台。 帶有永久固定在模板元件上的護欄和趾板的腳手架和工作平台尤其適用於滑動和爬升模板。
經驗表明，當工作平台不必臨時搭建和快速組裝時，墜落事故很少見。 不幸的是，不能在任何地方使用裝有護欄的模板元素，尤其是在正在建造小型住宅樓的地方。
當起重機將模板構件從倉庫提升到結構時，必須使用適當尺寸和強度的吊具，例如吊索和吊具。 如果吊索腿之間的角度太大，則必須藉助吊具處理形狀元件。
清潔模板的工人面臨著通常被忽視的健康危害：使用便攜式研磨機去除粘附在模板表面的混凝土殘留物。 粉塵測量表明，研磨粉塵中含有高比例的可吸入部分和二氧化矽。 因此，必須採取粉塵控制措施（例如，帶有連接到過濾器單元的排氣裝置的便攜式打磨機或帶有排氣通風裝置的封閉模板清潔設備。
預製構件的組裝
製造廠應使用特殊的起重設備，以便安全地移動和搬運元件，而不會對工人造成傷害。 嵌入混凝土中的地腳螺栓不僅便於在工廠中而且在裝配現場進行處理。 為避免地腳螺栓因傾斜載荷而彎曲，大型構件必須藉助帶有短繩吊索的吊具吊起。 如果以傾斜的角度對螺栓施加負載，則混凝土可能會溢出並且螺栓可能會被撕裂。 使用不合適的起重滑車導致混凝土構件掉落造成嚴重事故。
預製構件的公路運輸必須使用合適的車輛。 它們必須大致固定以防傾覆或滑動——例如，當駕駛員不得不突然制動車輛時。 元件上明顯顯示的重量指示有助於起重機操作員在現場裝載、卸載和組裝期間完成任務。
應適當選擇和操作現場的起重設備。 軌道和道路必須保持良好狀態，以免在運行過程中翻倒裝載的設備。
必須為元件的組裝提供防止人員從高處墜落的工作平台。 在依賴 PPE 求助之前，應考慮所有可能的集體保護措施，例如在建築物完工前架設的腳手架、安全網和橋式起重機。 當然，可以為工人配備安全帶和救生索，但經驗表明，有些工人只有在持續密切監督下才會使用這些設備。 當執行某些任務時，生命線確實是一個障礙，某些工人以能夠在不使用任何保護的情況下在高處工作而自豪。
在開始設計裝配式建築之前，建築師、裝配式構件製造商和建築承包商應開會討論和研究所有操作的過程和安全性。 如果事先知道現場有哪些類型的搬運和起重設備，則可以在工廠為混凝土構件提供用於護欄和腳趾板的緊固裝置。 例如，在將構件吊裝到位之前，地板構件的立面末端可以輕鬆安裝預製護欄和踢腳板。 因為工人受到護欄的保護，所以隨後可以安全地組裝對應於樓板的牆元件。
對於某些高工業結構的安裝，移動工作平台由起重機提升到位並懸掛在嵌入結構本身的懸掛螺栓上。 在這種情況下，用起重機（應具有高安全特性並由合格的操作員操作）將工人運送到平台可能比使用簡易腳手架或梯子更安全。
後張法混凝土構件時，應注意後張法凹槽的設計，使張拉千斤頂的施加、操作和拆卸對人員無危險。 必須提供用於張緊千斤頂的吊鉤或用於穿過起重機繩索的開口，以便在橋面下方或箱型元件中進行後張緊工作。 此類工作也需要提供帶有護欄和踢腳板的工作平台。 平台地板應足夠低，以便有足夠的工作空間和千斤頂的安全操作。 任何人都不允許在張緊千斤頂後方，因為錨固元件或鋼筋斷裂時釋放的高能量可能會導致嚴重事故。 只要壓入腱鞘的砂漿尚未凝固，工人也應避免在錨板前。 由於砂漿泵是通過液壓管路連接到千斤頂上的，張拉時泵與千斤頂之間不允許有人進入。 操作員之間以及與主管之間的持續溝通也非常重要。
技術培訓
鑑於機械化程度的提高和多種類型機械、設備和材料的使用，對工廠操作員和一般所有建築工地人員進行全面培訓變得越來越重要。 如果要減少建築工地事故的數量，只應在特殊情況下僱用非熟練工人或助手。