水泥是谁发明的
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发布时间：2022-05-10 21:07
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时间：2023-10-31 20:19
现代水泥的发明有一个渐进的过程，并不是一蹴而就的。
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，但尚经不住海水的腐蚀和冲刷。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年代英国经济发展中的当务之急。对此，英国国会不惜重金，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，发现含有黏土的石灰石，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”高很多，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。
用含黏土、石灰石制成的石灰被成为水硬性石灰。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，史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石灰、火山灰和砂子组成的“罗马砂浆”。
罗马水泥
1796年，英国人派克（J. Parker）将称为Sepa Tria的黏土质石灰岩，磨细后制成料球，在高于烧石灰的温度下煅烧，然后进行磨细制成水泥。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”生产的同时期，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。这种与现代恚怒化学成分接近的天然泥灰岩称为水泥灰岩，用此灰岩制成的水泥则称为天然水泥。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。
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黏土混合后加水湿磨成泥浆，送入料槽进行沉淀，置沉淀物于大气中干燥，然后放入石灰窑中煅烧，温度以料子中碳酸气完全挥发为准，烧成产品呈浅*，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，但其制造方法已是近代水泥制造的雏型，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。
波特兰水（硅酸盐水泥）
1824年10月21日，英国利兹（Leeds）城的泥水匠阿斯谱丁（J. Aspdin）获得英国第5022号的“波特兰水泥”专利证书，从而一举成为流芳百世的水泥发明人。
他的专利证书上叙述的“波特兰水泥”制造方法是：“把石灰石捣成细粉，配合一定量的黏土，掺水后以人工或机械搅和均匀成泥浆。置泥浆于盘上，加热干燥。将干料打击成块，然后装入石灰窑煅烧，烧至石灰石内碳酸气完全逸出。煅烧后的烧块在将其冷却和打碎磨细，制成水泥。使用水泥时加入少量水分，拌和成适当稠度的砂浆，可应用于各种不同的工作场合。”
该水泥水化硬化后的颜色类似英国波特兰地区建筑用石料的颜色，所以被称为“波特兰水泥”。
阿斯谱丁在英国的Wakefield建设了第一个波特兰水泥厂。后来，他的儿子在英国的Grateshead又建设一个厂，1856年在德国再建设一个厂，并在那里度过了他的晚年。
阿斯谱丁父子长期对“波特兰水泥”生产方法保密，采取了各种保密措施：在工厂周围建筑高墙，未经他们父子许可，任何人不得进入工厂；工人不准到自己工作岗位以外的地段走动；为制造假象，经常用盘子盛着硫酸铜或其他粉料，在装窑时将其撒在干料上。
阿斯谱丁专利证书上所叙述的“波特兰水泥”制造方法，与福斯特的“英国水泥”并无根本差别，煅烧温度都是以物料中碳酸气完全挥发为准。根据水泥生产一般常识，在该温度条件下制成的“波特兰水泥”，其质量不可能优于“英国水泥”。然而在市场上“波特兰水泥”的竞争力大于“英国水泥”。1838年重建泰晤士河隧道工程时，“波特兰水泥”价格比“英国水泥”要高很多，但业主还是选用了“波特兰水泥”。很明显，阿斯谱丁出于保密原因在专利证书上并未把“波特兰水泥”生产技术都写出来，他实际掌握的水泥生产知识比专利证书上表明的要多。阿斯谱丁在工程生产中一定采用过较高煅烧温度，否则水泥硬化后不会具有波特兰地区石料那样的颜色，其产品也不可能有那样高的竞争力。
不过，根据专利证书所载内容和有关资料，阿斯谱丁未能掌握“波特兰水泥”确切的烧成温度和正确的原料配比。因此他的工厂生产出的产品质量很不稳定，甚至造成有些建筑物因水泥质量问题而倒塌。
在英国，与阿斯谱丁同一时代的另一位水泥研究天才是强生（I. C. Johnson）。他是英国天鹅谷怀特公司经理，专门“罗马水泥”和“英国水泥”。1845年，强生在实验中一次偶然的机会发现，煅烧到含有一定数量玻璃体的水泥烧块，经磨细后具有非常好的水硬性。另外还发现，在烧成物中含有石灰会使水泥硬化后开裂。根据这些意外的发现，强生确定了水泥制造的两个基本条件：第一是烧窑的温度必须高到足以使烧块含一定量玻璃体并呈黑绿色；第二是原料比例必须正确而固定，烧成物内部不能含过量石灰，水泥硬化后不能开裂。这些条件确保了“波特兰水泥”质量，解决了阿斯谱丁无法解决的质量不稳定问题。从此，现代水泥生产的基本参数已被发现。
1909年，强生98岁高龄时，向英国*提出申诉，说他于1845年制成的水泥才是真正的“波特兰水泥”，阿斯谱丁并未做出质量稳定的水泥，不能称他为“波特兰水泥”的发明者。然而，英国*没有同意强生的申诉，仍旧维持阿斯谱丁具有“波特兰水泥”专利权的决定。英国和德国的同行们对强生的工作有很高评价，认为他对“波特兰水泥”的发明做出了不可磨灭的重要贡献。
18世纪的欧洲发生了人类历史上第一次工业*，推动了西方各国社会经济的迅猛向前，建筑胶凝材料的发展步伐也随之加快。西方国家在“罗马砂浆”的基础上，1756年发现水硬性石灰；1796年发明“罗马水泥”以及类似的天然水泥；1822年出现“英国水泥”；1824年英国*发布第一个“波特兰水泥”专利。当代建筑“粮食”――“波特兰水泥”（硅酸盐水泥）就这样在西方徐徐诞生，同时踏上了不断改进的征途。
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时间：2023-10-31 20:20
