水泥發明人
1824年10月21日,英國利茲(Leeds)城的泥水匠阿斯普丁(J.Aspdin)獲得英國第5022號“波特蘭水泥”專利證書,從而一舉成為流芳百世的水泥發明人。
他的專利證書上敘述的“波特蘭水泥”製造方法是:“把石灰石搗成細粉,配合一定量粘土,摻水後以人工或機械攪和均勻成泥漿。置泥漿於盤上,加熱乾燥。將乾料打擊成塊,然後裝入石灰窯鍛燒,燒至石灰石內碳酸氣全部逸出。鍛燒後的燒塊再將其冷卻和打碎磨細,製成水泥。使用水泥時加入少量水分,拌和成適當稠度的砂漿,可應用於各種不同的工作場合。”
該水泥水化硬化後的顏色類似英國波特蘭地區建築用石料的顏色,所以被稱之為“波特蘭水泥”。
阿斯普盯在英國的Wakefied建設了第一個波特蘭水泥廠。後來,他的兒子在英國的Grateshead又建設了一個廠,1856年在德國再建設一個廠,並在那裡度過了他的晚年。
阿斯普丁父子長期對“波特蘭水泥”生產方法保密,採取了各種保密措施:在工廠周圍建築高墻,未經他們父子許可任何人不得進入工廠;工人不得到自己工作崗位以外的地段走動;為製造假象,經常用盤子盛著硫酸銅或其他粉料,在裝窯時將其撒在乾料上。
阿斯普丁專利證書上所敘述的“波特蘭水泥”製造方法,與福斯特的“英國水泥”並無根本差別,鍛燒溫度都是以物料中碳酸氣完全揮發為準。很明顯,阿普斯丁出於保密原因在專利證書上並未把“波特蘭水泥”生產技術都寫出來。阿普斯丁在工廠生產中一定採用過較高的鍛燒溫度,否則水泥硬化後不會具有波特蘭地區石料那樣的顏色,其產品也不可能有那樣高的競爭力。
不過,根據專利證書所載內容和有關資料,阿普斯丁未能掌握“波特蘭水泥”確切的燒成溫度和正確的原料配比,因此他的工廠生產出來的產品質量很不穩定。
在英國,與阿普斯丁同一時代的另一為水泥研究天才是強生(I.C.Johnson)。他是英國天鵝谷懷特公司經理,專門製造“羅馬水泥”和“英國水泥”。1845年,強生在實驗中一次偶然的機會發現,鍛燒到含有一定數量玻璃體的水泥燒塊,磨細後具有非常好的水硬性。另外還發現,在燒成物中含有石灰石會使水泥硬化後開裂。根據這些以外的發現,強生確定了水泥製造的兩個基本條件:第一是燒窯的溫度必須高到足以使燒塊含一定量玻璃體並呈墨綠色;第二是原料比例必須正確而固定,燒成物內部不能含過量石灰,水泥硬化後不能開裂。這些條件確保了“波特蘭水泥”質量,解決了阿普斯丁無法解決的質量不穩定問題。從此,現代水泥生產的基本參數已被發現。
1909年,強生98歲高齡時,向英國政府提出申訴,說他於1845年製成的水泥才是真正的“波特蘭水泥”,阿普斯丁並未做出質量穩定的水泥,不能稱他為“波特蘭水泥”的發明者。然而,英國政府沒有同意強生的申訴,仍舊維持阿普斯丁具有“波特蘭水泥”專利權的決定。英國和德國的同行們對強生的工作有很高評價,認為他對“波特蘭水泥”的發明做出了不可磨滅的重要貢獻。
當代建築糧食——“波特蘭水泥”(硅酸鹽水泥)就這樣在西方徐徐誕生,同時踏上不斷改進的征途。