水泥是什么时候发明的?

水泥的发明

水泥这个词的意思是粘合剂。所以骨胶和髓胶也可以说是和水泥一类的物质。但是我们今天说的水泥只是指硅酸盐水泥。波特兰水泥是在19世纪发明的,但早在1700年前的古代,罗马人在建造砖房时,就对如何让砖块相互粘附进行了热情的研究。

罗马人首先用石灰作为制砖的粘合剂。普通石灰叫生石灰,加水就变成粘稠的熟石灰,掺沙子就变成砂浆。砂浆吸收空气中的二氧化碳,变成碳酸钙,逐渐凝固。因此,砂浆可以用作砖的粘结剂。

然而,罗马人进一步烘烤石灰、石膏和火山灰,发明了更好的粘合剂。这在性质上与今天使用的水泥非常相似,罗马人也用这种粘合剂作为加固水泥。在罗马建筑中,经常用石头和砖块分两层砌墙,中间加入这种“水泥”使其固化。

因为罗马人发明了这种优秀的“水泥”,所以从那以后欧洲一直在使用这种罗马式的“水泥”。

但是在18世纪,因为蒸汽机和纺织机的发明,发生了工业革命。为了运输大量的产品,非常需要高质量的水泥,罗马式的“水泥”是不够的。正是因为“需要是发明之母”,新发明才能不断出现。

1756年,英国普利茅斯港的一座灯塔失火,政府命令技术员史密斯顿重建新灯塔。史密斯顿首先专注于石灰石焙烧水泥。然而,它是与黑色和劣质石灰石一起发送的。当时人们认为只有白石灰才能生产出优秀的水泥,于是史密斯顿不得不改变主意,用这种黑色石灰石来烧制水泥。但乍一看,生产出来的水泥远比纯白石灰石烧制的水泥好。史密斯顿惊讶地分析原因。原来这种黑色石灰岩含有粘土。

“大概是因为有了粘土,水泥才变得更好!”

于是他在粘土较少的石灰石中加入粘土进行焙烧实验,最终找出粘土含量为6~20%的石灰石是焙烧水泥的最佳原料。

就这样,史密斯顿用这种黑色石灰石制成的水泥建造了一座壮观的灯塔。

史密斯顿成功的消息很快就传遍了欧洲。法国的土木工程师和英国一样,急需坚固的水泥,他们立即根据史密森尼的研究进行了实验。但是我们无法得到含有粘土的黑石灰中心,所以我们必须在石灰石中加入粘土。

法国土木工程师加比也热衷于研究它。

1813年,他终于发现石灰和粘土以三比一的比例混合制成的水泥性能最好。

1824年,在加比研究的基础上,英国的约瑟夫asp丁把30%的石灰石和10%的粘土的混合物在一个炉子里烧成粉末,制成水泥。他将这种水泥命名为“波特兰水泥”。Asp丁的儿子威廉·ASP丁继承了父亲的志向,继续研究水泥的制造方法。

一般认为波特兰水泥是阿普尔斯坦父子发明的。事实上,它们是由加比的研究成果制成的。

这时,法国发明了一种新的水泥。

1907年,皮埃尔用铝矿中的铝土矿代替粘土,混合石灰石烧制成水泥。因为这种水泥含有大量的氧化铝,所以被称为“矾土水泥”。

硅酸盐水泥怕海水,不宜用于建造灯塔、港口、码头,但这种铝矾土水泥有怕海水的特性。

就这样,着眼于英法两国的研究竞争,欧洲生产了大量优质水泥,并很快引入美国和日本。

日本最早的水泥厂建于1871年,比法国发明铝土矿水泥早30年。

当时在英国,烧水泥的焙烧炉还不够完善。日本水泥厂建成6年后,英国的克兰普顿在1877年发明了回转炉,朗萨姆在1885年将其改造成更好的回转炉。

水泥在日本的广泛使用始于1887。1893年,远藤秀吉和三真内海发明了不怕海水的硅酸盐水泥,获得了专利权,比布尔发明的铝矾土水泥还要早。

后来,随着道路、桥梁和现代建筑的发展,对水泥的需求越来越大,日本的水泥工业蓬勃发展,超越了欧美。

由于日本在法国皮埃尔发明矾土水泥之前就已经生产水泥,所以直到今天,硅酸盐水泥仍然是日本的主要产品。

近年来,用白粘土代替黑粘土生产白水泥。