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研究探討:水泥是怎么來的?

放大字體  縮小字體 發布日期:2008-10-16  來源:中國混凝土網轉自中國建材報  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結實實,再在上面澆上水。兩三天后待里面的混合物凝結住了,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代的混凝土相比,歷時久了便可能風化、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。 

  古羅馬人還創造性地使用火山灰做建筑材料。火山灰主要含硅酸鹽物質,它是地下熔巖的細粉,本身并沒有硬結性。可是,細心的古羅馬人發現,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,可用于水下施工。 

  可惜的是,火山不是到處都有、天天爆發的,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,用這種次品原料建造高標準的燈塔,不是開玩笑嗎?”可是,時間已不允許他再調運優質石灰石了,史密頓只好將就著用這些劣質原料進行燒制。 

  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,將石塊黏結得從來沒有過的結實。當監工官員將這出人意料的結果通知史密頓時,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,結果發現這些石灰的確不純,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地配合加以煅燒,這種石灰性能果然理想。史密頓高高興興地對人講了他的經驗。 

  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明進行改進。他聯想到古羅馬人為增強石灰的黏結力,曾在石灰中加入火山灰的做法,因而產生了新的想法:火山灰是巖石高溫熔燒后的產物,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高溫冶煉的礦渣可能也有類似的功能,經試驗也證實了他的想法是對的。 

  1824年,亞斯普丁在反復試驗的基礎上,總結出石灰、黏土、礦渣等各種原料之間的比例以及生產這種混合料的方法。亞斯普丁為他的這項發明申請了專利,用這項專利生產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后的顏色和強度,都和當時英國波特蘭島上所產的石材差不多,所以人們就稱它為“波特蘭水泥”。 

  “波特蘭水泥”最早的一次大規模應用,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年建設了水泥制造廠。現在,水泥已成為現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,創建于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,日產水泥180~200噸。 
 
 
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