水泥是如何发明的
水泥是建筑用胶凝材料,有人喜称水泥为建筑的粮食,在人类文明中占有重要地位。现在,全世界水泥产量已达20亿吨,是现代社会不可或缺的大宗产品。
水泥的发明是人类在长期生产实践中不断积累的结果,事在古代建筑胶凝材料的基础上发展起来的,经历了一个漫长的历史过程。
1、水硬性石灰
18世纪中叶,英国航海业已较发达,但船只触礁和撞滩等海难事故频繁发生。为避免海难事故,采用灯塔进行导航。当时英国建造灯塔的材料有两种:木材和“罗马砂浆”。 然而,木材易燃,遇海水易腐烂;“罗马砂浆”虽然有一定耐水性能,但尚经不住海水的侵蚀和冲刷。由于材料在海水中不耐久,所以灯塔经常损坏,船只无法安全航行,迅速发展的航...全部
水泥是建筑用胶凝材料,有人喜称水泥为建筑的粮食,在人类文明中占有重要地位。现在,全世界水泥产量已达20亿吨,是现代社会不可或缺的大宗产品。
水泥的发明是人类在长期生产实践中不断积累的结果,事在古代建筑胶凝材料的基础上发展起来的,经历了一个漫长的历史过程。
1、水硬性石灰
18世纪中叶,英国航海业已较发达,但船只触礁和撞滩等海难事故频繁发生。为避免海难事故,采用灯塔进行导航。当时英国建造灯塔的材料有两种:木材和“罗马砂浆”。
然而,木材易燃,遇海水易腐烂;“罗马砂浆”虽然有一定耐水性能,但尚经不住海水的侵蚀和冲刷。由于材料在海水中不耐久,所以灯塔经常损坏,船只无法安全航行,迅速发展的航运业遇到重大障碍。为解决航运安全问题,寻找抗海水侵蚀材料和建造耐久的灯塔成为18世纪50年代英国经济发展的当务之急。
对此英国不惜重金,礼聘人才。被尊称为英国土木之父的工程师史密顿(J。Smeaton)应聘承担建设灯塔的任务。
1756年史密顿在建造灯塔的过程中,研究了“石灰-火山灰-砂子”三组分砂浆中不同石灰石对砂浆性能的影响,发现含有粘土的石灰石,经煅烧和细磨处理后,加水制成的砂浆能慢慢硬化,在海水中的强度较“罗马砂浆”高得多,能耐海水的冲刷。
史密顿使用新发现的砂浆建造了举世闻名的普利茅斯港的漩岩(Eddystone)大灯塔。
用含粘土石灰石制成的石灰被称为水硬性石灰。史密顿的这一发现是水泥发明过程中知识积累的一大飞跃,不仅对英国航海业做出了贡献,也对“波特兰水泥”的发明起到了重要作用。
然而,事密顿研究成功的水硬性石灰,并未获得广泛应用,当时大量使用的仍是由石灰、火山灰和砂子组成的“罗马砂浆”。
2、罗马水泥
1796年,英国人派克(J。Parker)将称之为SepaTria的粘土质石灰岩,磨细后制成料球,在高于烧石灰的温度下煅烧,然后磨细制成水泥。
派克称这种水泥为“罗马水泥”(Roman Cement),并取得了该水泥的专利权。“罗马水泥”凝结较快,可用于与水接触的工程,在英国曾得到广泛应用,一直沿用到被“波特兰”水泥所取代。
差不多在“罗马水泥”产生的同时期,法国人采用Boulogne地区的化学成分接近现代水泥成分的泥灰岩也制造出水泥。
该泥灰岩被称之为水泥灰岩,用此灰岩制成的水泥则成为天然水泥。美国人用Rosendale和Louisville地区的水泥灰岩也制成了天然水泥。在19世纪80年代及以后的很长的一段时间里,天然水泥在美国得到广泛应用,在建筑业中曾占很重要的地位。
3、英国水泥
英国人福斯特(J。Foster)是一位致力于水泥的研究者。他将两份重量白垩和一份重量粘土混合后加水湿磨成泥浆,送入料槽沉淀,置沉淀物于大气中干燥,然后放入石灰窑内煅烧,温度以料子中碳酸气完全挥发为准,烧成产品呈浅黄色,冷却后细磨成水泥。
福斯特称该水泥为“英国水泥”(British Cement),于1822年10月22日获得英国第4679号专利。
“英国水泥”由于煅烧温度较低,其质量明显不及“罗马水泥”,所以售价较低,销售量不大。
这种水泥虽然未能被大量推广,但其制造方法已是现代水泥制造的雏形,是水泥知识积累中的又一次重大飞跃。福斯特在现代水泥的发明过程中也是有贡献的。
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