水泥的发明与人类文明
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水泥发展历程水泥发展历程可以追溯到古代文明时期。
在古埃及和古希腊文明中,人们已经开始使用一种类似于水泥的材料来制作建筑物。
这种材料由石灰和黏土混合而成,经过加热后能够硬化。
这种技术在当时被广泛应用于建筑和道路修复。
然而,真正意义上的水泥工业始于19世纪初。
当时,法国工程师路易·维克托·维卢梅(Louis-Victor Vicat)首次发现了一种新的材料,他将其命名为“水泥”。
维卢梅发现,当将石灰和粘土混合并且经过烧制时,产生的物质具有特殊的硬化性能。
这一发现开创了现代水泥工业的先河。
随着时间的推移,水泥生产技术不断改进。
在19世纪中叶,德国化学家约瑟夫·阿斯彭(Joseph Aspdin)发明了一种新型水泥,被称为“波特兰水泥”。
这种水泥具有更高的硬化速度和强度,成为目前最常用的水泥类型之一。
20世纪初,水泥工业经历了巨大的发展。
新的生产方法和材料配方被引入,使得水泥的生产更加高效和可持续。
在这个时期,水泥成为了建筑业中的重要材料,被广泛应用于建筑物、道路、桥梁等基础设施的建设。
近年来,随着环保意识的增强,水泥工业也不断朝着低碳和可持续发展方向发展。
新型的水泥材料被研发出来,旨在减少水泥生产对环境的影响。
同时,水泥生产过程中的能耗和排放问题也受到了广泛关注,许多技术创新被应用于水泥生产过程中,以减少碳排放和能源消耗。
总的来说,水泥作为一种重要的建筑材料,经历了漫长的发展历程。
从古代文明的试验性应用到现代工业化生产,水泥在建筑和基础设施建设中发挥着关键作用。
随着科技的进步和环境意识的增强,水泥工业将继续迎来新的发展和创新。
水泥的历史与发展水泥是建筑工程中常见的材料之一,它具有较高的强度和可塑性,被广泛应用于各种建筑和基础设施工程。
本文将探讨水泥的历史与发展。
1. 古代水泥的起源古代文明中,人们早已开始使用与水泥类似的材料。
埃及人在公元前3000年左右,就开始使用含有石灰和黏土的材料代替砂岩进行建筑。
这种材料在曝晒后可以硬化,被认为是一种早期的水泥。
2. 罗马水泥的发展古代罗马帝国是使用水泥的先驱之一。
罗马人发现,将石灰与矿石混合并加热后,可以得到一种称为"pozzolana"的新材料,它可以在水中硬化。
这种材料在罗马帝国的建筑工程中得到了广泛应用,使得罗马人能够建造更加耐久的建筑,比如大型的拱桥和圆形竞技场。
3. 现代水泥的发展在18世纪,人们开始研究如何生产更加高效和可控性的水泥。
英国人约瑟夫·阿斯帕登(Joseph Aspdin)于1824年发明了一种称为"Portland"水泥的新材料。
这种水泥以英格兰的波特兰岛命名,它的烧制温度和成分比古代水泥更为精确和可控,因此具有更高的强度和质量。
4. 工业水泥的兴起随着工业革命的到来,水泥的生产方式得到了革新。
法国人路易·韦兰(Louis Vicat)于1817年发展出了一种称为"hydraulic"水泥的新材料,它在水中可以硬化。
到了19世纪末,人们开始使用旋转窑的方式生产水泥,大大提高了生产效率。
5. 水泥的广泛应用水泥的发展使得建筑工程的规模和质量得到了质的飞跃。
现代的建筑中,水泥被广泛应用于混凝土、水泥砂浆、砌块等材料的生产。
水泥还可以用于修复和加固老旧建筑,提高其结构强度和稳定性。
6. 水泥产业的挑战与未来发展然而,水泥产业也面临着一些挑战。
首先,水泥的生产对环境造成了一定的影响,如二氧化碳排放等。
其次,水泥的生产与能源消耗较高,对资源的压力也日益增加。
因此,未来的水泥产业需要朝着更加环保和可持续发展的方向前进,探索新的材料制备和能源利用方式,从而减少对环境的负面影响。
水泥的历史与发展现状水泥被誉为建筑的“粮食”,现代水泥按化学组成可以分为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥和硫铝酸盐水泥三大类。
目前,全世界水泥产量已达20多亿吨,是现代社会不可或缺的大宗产品。
现代水泥的诞生,是在古代众多建筑胶凝材料的基础之上,经过人类长期实践不断积累的结果。
回顾水泥的发展历程,我们可以一直追溯到人类文明发端的上古时期。
在中国,大约公元前5000-3000年的仰韶文化时期,就有人用“白灰面”涂抹山洞、地穴的地面和四壁,使其变得光滑和坚硬。
“白灰面”因呈白色粉末状而得名,它由天然姜石磨细而成。
姜石是一种二氧化硅较高的石灰石块,常夹在黄土中,是黄土中的钙质结核。
“白灰面”是至今被发现的中国最早的建筑胶凝材料。
仰韶文化半穴居建筑大约在公元前3000-2000年间,古埃及人开始采用煅烧石膏作建筑胶凝材料。
金字塔的建造过程中就使用了这种材料。
在公元前30年埃及并入罗马帝国版图之前,古埃及人都是使用煅烧石膏来砌筑建筑。
古埃及人使用煅烧石膏将金字塔上的石块粘合在一起公元前16世纪,在中国商代,地穴建筑迅速向木结构建筑发展,此时除继续用“白灰面”抹地以外,开始采用黄泥浆砌筑土坯墙。
公元前800年左右,古希腊出现了硬度较高的石灰砂浆。
公元前7世纪,中国周朝出现了石灰。
这种石灰是用大蛤的外壳烧制而成。
蛤壳主要成分是碳酸钙,它将煅烧到碳酸气全部逸出即成石灰。
这种工艺自周朝开始到明代仍未失传,在中国历史上流传了很长的时间。
在随后到来的战国时代(公元前403-221年),人们开始使用草拌黄泥浆筑墙,还用它在土墙上衬砌墙面砖。
在中国建筑史上,黄泥浆和草拌黄泥浆作为胶凝材料一直沿用到近代社会。
公元前300年,古代巴比伦人使用沥青粘合石块和砖块。
公元前146年,罗马帝国吞并希腊,这一事件催生了建筑史上一种非常有名的材料——罗马砂浆。
古罗马人在继承希腊人生产和使用石灰的基础上,对石灰的使用工艺进行了改进。
这种工艺不仅要在石灰中掺入砂子,而且还要掺入磨细的火山灰(在没有火山灰的地区,则掺入与火山灰具有同样效果的磨细碎砖)。
混凝土历史混凝土是一种由水泥、砂、石子和水等材料经过配制、搅拌、浇注、凝固而成的人造材料。
它具有优异的抗压强度、耐久性和耐火性能,被广泛应用于建筑、桥梁、道路等工程领域。
混凝土的历史可以追溯到古代文明时期,随着人类社会的发展,混凝土的应用也逐渐得到推广和改进。
混凝土的历史可以追溯到公元前3000年左右的古埃及时期。
在这个时期,古埃及人发现将河沙、黏土和水混合后,可以制成一种坚硬的材料,用于修建金字塔和其他建筑。
这种材料被称为“埃及石”,是混凝土的前身。
古代希腊和罗马时期是混凝土技术得到进一步发展的时期。
在古希腊时期,人们开始使用石灰、石粉和沙子等材料制作混凝土。
而在罗马帝国时期,混凝土技术得到了广泛应用,并且取得了重大突破。
罗马人发明了一种称为“波茨兰水泥”的材料,它是由石灰和火山灰混合而成,具有良好的抗压强度和耐久性。
在罗马帝国时期,混凝土被广泛应用于建筑、桥梁和水利工程中,其中最著名的就是罗马斗兽场和万神殿。
中世纪时期,混凝土技术逐渐衰落,人们更多地使用石材和砖块来建造建筑物。
直到19世纪初,混凝土技术才得到重新发展。
在这个时期,人们发明了水泥,使得混凝土的制作更加便捷和经济。
随着工业革命的到来,混凝土得到了广泛应用,成为现代建筑和基础设施建设的主要材料之一。
20世纪是混凝土技术发展的重要时期。
在这个时期,人们通过添加不同的材料和添加剂,改善了混凝土的性能。
例如,添加钢筋可以提高混凝土的抗拉强度;添加化学掺合料可以改善混凝土的耐久性和耐化学侵蚀性能。
此外,人们还研发出预应力混凝土和高性能混凝土等新型材料,进一步推动了混凝土技术的发展。
随着科技的不断进步,混凝土技术也在不断创新。
例如,人们开始使用纳米材料和纳米技术改善混凝土的性能;利用3D打印技术可以实现复杂形状的混凝土结构的制造。
这些创新为混凝土的应用带来了更多的可能性。
总的来说,混凝土作为一种重要的建筑材料,经历了漫长的发展历程。
从古代的埃及、希腊和罗马,到现代的工业化生产,混凝土技术不断创新和改进,为建筑行业的发展做出了巨大贡献。
混凝土的历史混凝土,作为一种常见的建筑材料,扮演着重要的角色。
它的历史可以追溯到几千年前,下面我们来看看混凝土的历史发展。
古代时期在古埃及和美索不达米亚地区,人们已经开始使用类似于混凝土的建筑材料。
他们使用了一种由沙子、碎石和石灰混合而成的材料,在太阳下暴晒后硬化成坚固的结构。
这种材料虽然不同于现代混凝土,但可以看作是混凝土的前身。
罗马时期在古罗马时期,混凝土得到了广泛的应用。
罗马工程师发展出了一种称为“波坎”的混凝土,由水泥、砾石和沙子混合而成。
他们用这种混凝土建造了许多著名的建筑,如斗兽场、浴场和桥梁。
这些建筑至今仍然屹立在现代世界,证明了混凝土的耐久性。
中世纪在中世纪,混凝土的应用有所减少,主要是由于建筑技术的停滞。
但在意大利文艺复兴时期,人们重新发现了古罗马时期的建筑技术,混凝土再次被广泛应用。
随着工业革命的到来,水泥的生产也得到了改进,使混凝土变得更加坚固和耐用。
现代时期在现代,混凝土已成为建筑领域中最常用的材料之一。
随着科技的不断发展,混凝土的性能得到了进一步提升,例如高强度混凝土、自密实混凝土等新型材料的出现。
这些新材料使得建筑更加安全、耐久,在高楼大厦、桥梁、隧道等工程中得到了广泛应用。
未来展望随着人类社会的不断发展,混凝土的应用将会继续扩大。
人们在不断研究新型混凝土材料,如自修复混凝土、透明混凝土等,希望能够满足未来建筑领域对更高性能、更环保的需求。
混凝土的历史虽然已有数千年,但它仍在不断演变,为人类社会的发展做出贡献。
总结混凝土作为一种古老而又现代的建筑材料,承载着人类文明的发展。
它的历史充满了传奇和辉煌,同时也展现了人类智慧的结晶。
相信在未来的日子里,混凝土将继续伴随着人类社会的进步,创造出更多的辉煌。
水泥是社会经济发展最重要的建筑材料之一,在今后几十年甚至是上百年之内仍然是无可替代的基础材料,对人类生活文明的重要性不言而喻。
二十世纪六十年代至八十年代这二十年中,国外水泥生产技术发生了重大变革,经历了两个发展阶段。
第一阶段是由湿法或半干法向预热器窑新型干法发展;第二阶段是由预热器窑向预分解窑发展。
至七十年代末,世界上工业发达国家基本上都完成了这个转变。
七十年代我国陆续建立了一些立筒预热器窑和旋风预热器窑,并在预分解的开发方面烧油烧煤实验均获得成功。
此后我国不断地自我研发和向外学习最总二十世纪八十年代末,我国已建成二十多套2000t/d新型干法水泥生产线,通过引进消化国外20项先进技术来改进我们自行开发的设备,是我国2000t/d新型干法水泥生产线渐趋成熟,双阳水泥厂的建成并达标生产就是成熟的标志。
二十世纪九十年代初,我国实施开发4000t/d大型新型干法烧成系统。
目前,用回转窑煅烧熟料的设备,按生料制备方法有湿法窑和干法窑两种。
由于湿法窑比新型干法预热器窑和预分解窑烧成熟料的热耗高,世界各国水泥工业都从节能出发,湿法窑所占的比例都在逐渐减少,并对已有的湿法生产工艺进行彻底改造,日本早已不存在湿法生产。
在我国水泥工业中,大中型水泥厂的发展过去以湿法为主,到十一五末期,我国已基本淘汰湿法生产,大型干法生产技术水平也已处于世界前列,这次课题主要是对烧成窑尾系统的重点研究,通过这次设计我对水泥预热器和分解炉有了一个更深的了解,对烧成设备进行了更深的探讨。
把自己的眼光由局部转向整体,对工厂的整体布局有了一个了解。
在设计过程中,摒弃了以前那种只参观不动手的习惯,真正的体会到了作为一个探索者的快乐。
通过毕业设计强化自己对基本知识和基本技能的理解和掌握,培养我们收集资料和调查研究的能力,一定的方案比较、论证的能力,一定的理论分析与设计运算能力,进一步提高应用计算机绘图的能力以及编写编制能力。
另外对培养我们独立思考问题和解决问题的能力,为今后工作做好技术储备,都具有十分重要意此设计是针对华新阳新5000t/d水泥熟料预分解窑系统的窑尾进行的,窑尾系统是由分解炉、旋风筒、连接管道及附件(撒料盒、翻板阀、吹堵系统等)组成。
水泥的历史与发展现状水泥被誉为建筑的“粮食”,现代水泥按化学组成可以分为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥和硫铝酸盐水泥三大类。
目前,全世界水泥产量已达20多亿吨,是现代社会不可或缺的大宗产品。
现代水泥的诞生,是在古代众多建筑胶凝材料的基础之上,经过人类长期实践不断积累的结果。
回顾水泥的发展历程,我们可以一直追溯到人类文明发端的上古时期。
在中国,大约公元前5000-3000年的仰韶文化时期,就有人用“白灰面”涂抹山洞、地穴的地面和四壁,使其变得光滑和坚硬。
“白灰面”因呈白色粉末状而得名,它由天然姜石磨细而成。
姜石是一种二氧化硅较高的石灰石块,常夹在黄土中,是黄土中的钙质结核。
“白灰面”是至今被发现的中国最早的建筑胶凝材料。
仰韶文化半穴居建筑大约在公元前3000-2000年间,古埃及人开始采用煅烧石膏作建筑胶凝材料。
金字塔的建造过程中就使用了这种材料。
在公元前30年埃及并入罗马帝国版图之前,古埃及人都是使用煅烧石膏来砌筑建筑。
古埃及人使用煅烧石膏将金字塔上的石块粘合在一起公元前16世纪,在中国商代,地穴建筑迅速向木结构建筑发展,此时除继续用“白灰面”抹地以外,开始采用黄泥浆砌筑土坯墙。
公元前800年左右,古希腊出现了硬度较高的石灰砂浆。
公元前7世纪,中国周朝出现了石灰。
这种石灰是用大蛤的外壳烧制而成。
蛤壳主要成分是碳酸钙,它将煅烧到碳酸气全部逸出即成石灰。
这种工艺自周朝开始到明代仍未失传,在中国历史上流传了很长的时间。
在随后到来的战国时代(公元前403-221年),人们开始使用草拌黄泥浆筑墙,还用它在土墙上衬砌墙面砖。
在中国建筑史上,黄泥浆和草拌黄泥浆作为胶凝材料一直沿用到近代社会。
公元前300年,古代巴比伦人使用沥青粘合石块和砖块。
公元前146年,罗马帝国吞并希腊,这一事件催生了建筑史上一种非常有名的材料——罗马砂浆。
古罗马人在继承希腊人生产和使用石灰的基础上,对石灰的使用工艺进行了改进。
这种工艺不仅要在石灰中掺入砂子,而且还要掺入磨细的火山灰(在没有火山灰的地区,则掺入与火山灰具有同样效果的磨细碎砖)。
水泥的历史与发展现状水泥被誉为建筑的“粮食”,现代水泥按化学组成可以分为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥和硫铝酸盐水泥三大类。
目前,全世界水泥产量已达20多亿吨,是现代社会不可或缺的大宗产品。
现代水泥的诞生,是在古代众多建筑胶凝材料的基础之上,经过人类长期实践不断积累的结果。
回顾水泥的发展历程,我们可以一直追溯到人类文明发端的上古时期。
在中国,大约公元前5000-3000年的仰韶文化时期,就有人用“白灰面”涂抹山洞、地穴的地面和四壁,使其变得光滑和坚硬。
“白灰面”因呈白色粉末状而得名,它由天然姜石磨细而成。
姜石是一种二氧化硅较高的石灰石块,常夹在黄土中,是黄土中的钙质结核。
“白灰面”是至今被发现的中国最早的建筑胶凝材料。
仰韶文化半穴居建筑大约在公元前3000-2000年间,古埃及人开始采用煅烧石膏作建筑胶凝材料。
金字塔的建造过程中就使用了这种材料。
在公元前30年埃及并入罗马帝国版图之前,古埃及人都是使用煅烧石膏来砌筑建筑。
古埃及人使用煅烧石膏将金字塔上的石块粘合在一起公元前16世纪,在中国商代,地穴建筑迅速向木结构建筑发展,此时除继续用“白灰面”抹地以外,开始采用黄泥浆砌筑土坯墙。
公元前800年左右,古希腊出现了硬度较高的石灰砂浆。
公元前7世纪,中国周朝出现了石灰。
这种石灰是用大蛤的外壳烧制而成。
蛤壳主要成分是碳酸钙,它将煅烧到碳酸气全部逸出即成石灰。
这种工艺自周朝开始到明代仍未失传,在中国历史上流传了很长的时间。
在随后到来的战国时代(公元前403-221年),人们开始使用草拌黄泥浆筑墙,还用它在土墙上衬砌墙面砖。
在中国建筑史上,黄泥浆和草拌黄泥浆作为胶凝材料一直沿用到近代社会。
公元前300年,古代巴比伦人使用沥青粘合石块和砖块。
公元前146年,罗马帝国吞并希腊,这一事件催生了建筑史上一种非常有名的材料——罗马砂浆。
古罗马人在继承希腊人生产和使用石灰的基础上,对石灰的使用工艺进行了改进。
这种工艺不仅要在石灰中掺入砂子,而且还要掺入磨细的火山灰(在没有火山灰的地区,则掺入与火山灰具有同样效果的磨细碎砖)。
水泥趣味知识点总结大全1. 水泥的历史水泥的历史可以追溯到古埃及时代。
古埃及人利用黏土和石灰制作了一种类似水泥的建筑材料,用来修建金字塔等伟大的建筑。
而如今我们所使用的现代水泥则起源于19世纪初的英国。
当时,发明了被称为“波特兰水泥”的建筑材料,这种水泥具有较高的抗压强度和耐久性,很快就得到了世界各地的应用。
2. 水泥的成分水泥主要由石灰石、粘土和铁矿石等原料加工而成。
在生产过程中,这些原料先经过破碎、混合、研磨等步骤,然后在高温下进行焙烧,最终形成水泥熟料。
水泥熟料在与适量的石膏混合后,经过研磨,就成为了我们常见的水泥。
3. 水泥的分类根据成分和用途的不同,水泥可以分为多种不同的类型。
常见的水泥有硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、磷酸钙水泥等。
每种水泥都具有不同的特性,因此在不同的工程项目中会选择不同的水泥种类。
4. 水泥的应用水泥广泛应用于建筑行业,包括房屋建设、路面修建、桥梁建设、水利工程等方面。
另外,水泥还可以制成混凝土、砂浆等建筑材料,用于各种建筑施工中。
此外,水泥还可以用于陶瓷、玻璃等工业领域的生产。
5. 水泥的性能水泥具有较高的抗压强度和耐久性,能够很好地承载建筑物的重量和外部压力。
另外,水泥还具有较好的粘结性和耐化学腐蚀性,可以保证建筑物的稳定性和安全性。
6. 水泥的环保性水泥的生产会产生大量的二氧化碳等污染物,对环境造成一定程度的影响。
因此,近年来,人们开始研究水泥的环保生产技术,包括减少二氧化碳排放、提升能源利用效率等方面。
同时,一些新型的环保水泥也开始逐渐应用于建筑领域。
7. 水泥的文化意义水泥作为建筑材料,在人类文明发展史上扮演着重要的角色。
许多具有历史价值的建筑,如中国的长城、埃及的金字塔等都是用水泥建造的。
因此,水泥也具有一定的文化意义,代表着人类建筑技术的发展和进步。
8. 水泥的艺术应用除了在建筑领域的应用外,水泥还可以用于艺术创作。
许多雕塑家、建筑设计师将水泥作为创作材料,创作出许多具有艺术价值的作品。
水泥的发明与人类文明2008-12-10 03:30摘要水泥是建筑用胶凝材料,按化学组成可以分为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥和硫铝酸盐水泥三大类。
硅酸盐水泥是普遍常用的水泥,又称波特兰水泥,铝酸盐水泥和硫铝酸盐水泥是特种用途的水泥。
有人戏称水泥是建筑的“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多亿吨,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,是在古代建筑材料的基础上发展起来的,有一个渐进的过程。
水泥生产技术随着社会生产力发展,也有一个不断进步、成熟和完善的过程。
今天,人们把水泥的生产过程形象的概括为“二磨一烧”,即按一定比例配合的原料,先经粉磨制成生料,再在窑内烧成熟料,最后通过粉磨制成水泥。
正文现代水泥的发明有一个渐进的过程,并不是一蹴而就的。
西方古代的建筑胶凝材料“罗马砂浆”大约在公元前3000-2000年间,古埃及人开始采用煅烧石膏作建筑胶凝材料,埃及古金字塔的建造中使用了煅烧石膏。
公元前30年,埃及并入罗马帝国版图之前,古埃及人都是使用煅烧石膏来砌筑建筑物。
古希腊人与古埃及人不同,在建筑中所用胶凝材料是将石灰石经煅烧后而制得的石灰。
公元前146年,罗马帝国吞并希腊,同时继承了希腊人生产和使用石灰的传统。
罗马人使用石灰的反复是将石灰加水消解,与砂子混合成砂浆,然后用此砂浆砌筑建筑物。
采用石灰砂浆的古罗马建筑,其中有些非常坚固,甚至保留到现在。
古罗马人对石灰使用工艺进行改进,在石灰中不仅掺砂子,还掺磨细的火山灰,在没有火山灰的地区,则掺入与火山灰具有同样效果的磨细碎砖。
这种砂浆在强度和耐水性方面较“石灰-砂子”的二组分砂浆都有很大改善,用其砌筑的普通建筑和水中建筑都较耐久。
有人将“石灰-火山灰-砂子”三组分砂浆称为“罗马砂浆”。
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,向英国政府提出申诉,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,英国政府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革命,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年英国政府发布第一个“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。
中国古代的建筑胶凝材料中国建筑胶凝材料的发展有着自己的一个很长的历史过程。
“白灰面”早在公元前5000-3000年的新石器时代的仰韶文化时期,就有人用“白灰面”涂抹山洞、地穴的地面和四壁,使其变得光滑和坚硬。
“白灰面”因呈白色粉末状而得名,它由天然姜石磨细而成。
姜石是一种二氧化硅较高的石灰石块,常夹在黄土中,是黄土中的钙质结核。
“白灰面”是至今被发现的中国古代最早的建树胶凝材料。
黄泥浆公元前16世纪的商代,地穴建筑迅速向木结构建筑发展此时除继续用“白灰面”抹地以外,开始采用黄泥浆砌筑土坯墙。
在公元前403-221年的战国时代,出现用草拌黄泥浆筑墙,还用它在土墙上衬砌墙面砖。
在中国建筑史上,“白灰面”很早就被淘汰,而黄泥浆和草拌黄泥浆作为胶凝材料则一直沿用到近代社会。
石灰公元前7世纪的周朝出现了石灰,周朝的石灰是用大蛤的外壳烧制而成。
蛤壳主要成分是碳酸钙,它将煅烧到碳酸气全部逸出即成石灰。
《左传》中有记载:“成公二年(公元前635年)八月宋文公卒,始厚葬用蜃灰”。
蜃灰就是用蛤壳烧制而成的石灰材料,在周朝就已发现他具有良好的吸湿防潮性能和胶凝性能。
在崇尚厚葬的古代,在墓葬中将蜃灰作为胶凝材料来修筑陵墓等。
在明代《天工开物》一书中有“烧砺房法的图示”,这说明蜃灰的生产和使用,自周朝开始到明代仍未失传,在中国历史上流传了很长的时间。
到秦汉时代,除木结构建筑外,砖石结构建筑占重要地位。
砖石结构需要用优良性能的胶凝材料进行砌筑,这就促使石灰制造业迅速发展,纷纷采用各地都能采集到的石灰石烧制石灰,石灰生产点应运而生。
那时,石灰的使用方法是先将石灰与水混合制成石灰浆体,然后用浆体砌筑条石、砖墙和砖石拱券以及粉刷墙面。
在汉代,石灰的应用已很普遍,采用石灰砌筑的砖石结构能建造多层楼阁。
中国的万里长城修筑于公元前7世纪至公元17世纪,先后有20多个朝代主持或参与建造。
秦、汉、明三个朝代修筑最长,在总长5万公里的长城中修筑了5000余公里。
在这三个朝代,石灰胶凝材料已经发展到较高水平,大量用于修建长城。
所以,长城的许多地段,后人发现它是用石灰砌筑而成的。