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研究探討:水泥是怎么來的?

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2008-10-16  來源:中國混凝土網(wǎng)轉(zhuǎn)自中國建材報  作者:林宗壽
核心提示:研究探討:水泥是怎么來的?
  中國古代很早就用石灰來做建筑材料了。拿秦代的長城來講吧,它是一段段建造的,先將一份調(diào)水極少的石灰,混合兩份砂、小石子倒進兩層木板中間,接著用木槌將木板中間的混合物夯得結(jié)結(jié)實實,再在上面澆上水。兩三天后待里面的混合物凝結(jié)住了,就可以拆去木板移到另一段再行建造了。 

  這樣筑成的長城其堅固程度自然不能與現(xiàn)代的混凝土相比,歷時久了便可能風(fēng)化、坍塌,如今我們已見不到較完整的秦長城了。 

  利用石灰做建筑材料的,不僅僅是古代中國人。古埃及在修建金字塔,古羅馬在修筑城市時都使用了石灰,他們在黏糊糊的熟石灰中摻進砂子,讓這種混合物在空氣中吸進二氧化碳,變成硬梆梆的碳酸鈣,從而把磚和碎石等牢牢地黏合在一起。 

  古羅馬人還創(chuàng)造性地使用火山灰做建筑材料。火山灰主要含硅酸鹽物質(zhì),它是地下熔巖的細粉,本身并沒有硬結(jié)性。可是,細心的古羅馬人發(fā)現(xiàn),如果把火山灰和石灰、黏土拌和在一起,澆上水,就是一種膠粘力很強的建筑材料。而且,這種材料即使在水里也能硬結(jié),可用于水下施工。 

  可惜的是,火山不是到處都有、天天爆發(fā)的,火山灰畢竟很有限,所以人們使用最多的建筑材料仍是石灰。令人難以想象的是,這種以今人的眼光看來十分簡單的建筑材料,竟然在古羅馬人手中大放異彩。如古羅馬建于公元2世紀(jì)初的萬神廟,廟基是圓形的,直徑與圓頂離地面的高度一樣,都是43米,如此大跨度的穹隆建筑,即使在今天也是十分了不起的。 

  石灰就這樣被人們用了數(shù)千年,一直到史密頓遇上了“倒霉事”為止。 

  1756年,英國海峽群島上的一座燈塔,突然失火燒毀了。這真要命,要知道這可是英吉利海峽南端最重要的燈塔,沒有了它,要影響無數(shù)船只的航行。英國政府命令工程師史密頓用最快的速度重建這座燈塔。 

  史密頓立即通知將石灰石運往燈塔所在的小島,以便燒成石灰后將島上產(chǎn)的石頭黏合起來重砌燈塔。由于史密頓多次完成過類似的工程,對如期完成重建任務(wù)充滿信心。 

  兩星期后,石灰石運到了,史密頓興沖沖地趕到卸料碼頭。當(dāng)他見到這些越山跨海送來的石灰石時,不由失聲驚叫起來:“真倒霉,這石頭怎么是帶有黑色的?它混有太多的土質(zhì),用這種次品原料建造高標(biāo)準(zhǔn)的燈塔,不是開玩笑嗎?”可是,時間已不允許他再調(diào)運優(yōu)質(zhì)石灰石了,史密頓只好將就著用這些劣質(zhì)原料進行燒制。 

  不料,史密頓卻因禍得福。用這批石灰石燒出來的石灰,性能居然好得出奇,將石塊黏結(jié)得從來沒有過的結(jié)實。當(dāng)監(jiān)工官員將這出人意料的結(jié)果通知史密頓時,他驚喜得跳了起來。隨即他又冷靜下來,“這石灰中有名堂,要查一查。”史密頓馬上對這些石灰進行了檢驗,結(jié)果發(fā)現(xiàn)這些石灰的確不純,其中竟含有多達約20%的黏土。 

  “看來,正是這些被視為雜質(zhì)的黏土起了好的作用。”史密頓后來就有意識地把黏土同石灰石適當(dāng)?shù)嘏浜霞右造褵@種石灰性能果然理想。史密頓高高興興地對人講了他的經(jīng)驗。 

  史密頓的做法很快傳遍歐洲各國,引起了許多人的興趣,人們仿效此法去煅燒也都獲得了成功。1820年前后,俄國建筑師契利耶夫在莫斯科地區(qū)從事建筑施工時,就用這種方法燒石灰,造了好些建筑物,其中最著名的是用它來修復(fù)克里姆林宮的墻垣。 

  “能不能使它的性能更好一些呢?”一位名叫亞斯普丁的英國工匠企圖對史密頓的發(fā)明進行改進。他聯(lián)想到古羅馬人為增強石灰的黏結(jié)力,曾在石灰中加入火山灰的做法,因而產(chǎn)生了新的想法:火山灰是巖石高溫熔燒后的產(chǎn)物,那么,把陶器、磚瓦的屑片磨成細粉,是不是也跟火山灰差不多呢? 

  亞斯普丁試了一下,效果果然不錯。后來他又由此想到,煤高溫燃燒后的煤渣、煉鐵高爐里流出的經(jīng)高溫冶煉的礦渣可能也有類似的功能,經(jīng)試驗也證實了他的想法是對的。 

  1824年,亞斯普丁在反復(fù)試驗的基礎(chǔ)上,總結(jié)出石灰、黏土、礦渣等各種原料之間的比例以及生產(chǎn)這種混合料的方法。亞斯普丁為他的這項發(fā)明申請了專利,用這項專利生產(chǎn)出來的便是今天被我們稱為“水泥”的建筑材料。由于亞斯普丁的水泥在硬結(jié)后的顏色和強度,都和當(dāng)時英國波特蘭島上所產(chǎn)的石材差不多,所以人們就稱它為“波特蘭水泥”。 

  “波特蘭水泥”最早的一次大規(guī)模應(yīng)用,是建造了穿越泰晤士河河底的隧道。爾后,它在世界各地迅速推廣開來,法國和德國分別在1840年和1855年建設(shè)了水泥制造廠。現(xiàn)在,水泥已成為現(xiàn)代人類生活中不可缺少的物資了。 

  中國最早的水泥廠是外資企業(yè)澳門的青洲英坭廠,建于1886年。唐山細綿土廠是中國最早的民族水泥企業(yè),創(chuàng)建于1889年,比澳門的青洲英坭廠晚了3年,是中國人開辦的第一個水泥廠。 

  最早使用“水泥”這一名稱的是位于湖北省大冶縣黃石港明家嘴的湖北水泥廠,也是現(xiàn)在的華新水泥股份有限公司的前身,于1909年5月2日建成投產(chǎn),日產(chǎn)水泥180~200噸。 
 
 
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