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水泥是怎麽制成的?白水泥呢?

中國古代很早就用石灰來做建築材料了。拿秦代的長城來講吧,它是壹段段建造的,先將壹份調水極少的石灰,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。二三天後待裏面的混合物凝結住了,就可以拆去木板移到另壹段再行建造了。

這樣築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,至今我們已見不到較完整的秦長城了。

利用石灰做建築材料的,不僅僅是古代中國人。古埃及在修建金字塔、古羅馬在修築城市時都使用了石灰,他們在黏糊糊的熟石灰中摻進沙子,讓這種混合物在空氣中吸進二氧化碳,變成硬邦邦的碳酸鈣,從而把磚和碎石等牢牢地黏合在壹起。

古羅馬人還創造性地使用火山灰做建築材料。火山灰主要含矽酸鹽物質,它是地下熔巖的細粉,本身並沒有硬結性.可是,細心的古羅馬人發現,如果把火山灰和石灰、黏土拌和在壹起,澆上水,就是壹種膠粘力很強的建築材料。而且,這種材料即使在水裏也能結硬,可用於水下施工。

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築材料仍是石灰。令人難以想象的是,這種以今人的眼光看來十分簡陋的建築材料,竟然在古羅馬人手中大放異彩。如古羅馬建於公元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壹樣,都是43米,如此大跨度的穹窿建築,即使在今天也是十分了不起的。

石灰就這樣被人用了數千年,壹直到史密頓遇上了倒黴事為止。

1756年,英國海峽群島上的壹座燈塔,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,以便燒成石灰後將島上產的石頭黏合起來重砌燈塔。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。

兩星期後.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:“真倒黴,這石頭怎麽是帶有黑色的!它混有太多的土質,用這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:“啊,萬能的天主在庇佑我!”隨即他又冷靜下來;“這石灰中有名堂,要查壹查。”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,其中競含有多達約20%的黏土。

“看來,正是這些被視為雜質的黏土起了好的作用。”史密頓後來就有意識地把黏土同石灰石適當地配合加以煆燒,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。人們仿效此法去煆燒也都獲得了成功。1820年前後,俄國建築師契利耶夫在莫斯科地區從事建築施工時,就用這種方法燒石灰,造了好些建築物,其中最著名的是用它來修復克裏姆林宮的墻垣。

“能不能使它的性能更好壹些呢?”壹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加強石灰的黏接力,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後的產物,那麽,把陶器、磚瓦的屑片磨成細粉,是不是也跟火山灰差不多呢?

亞斯普丁試了壹下,效果果然不錯。後來他又由此想到煤高溫燃燒後的煤渣、煉鐵高爐裏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。

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,用這專利生產出來的便是今天被我們稱為“水泥”的建築材料。由於亞斯普丁的水泥在結硬後的顏色和強度,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”。

波特蘭水泥最早的壹次大規模應用,是建造了穿越泰晤士河河底的隧道。爾後,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。

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