請環(huán)顧你家周圍,看看有沒有建筑工地?在建筑工地上,有一種材料特別常見,它構(gòu)成了現(xiàn)代建筑的主體,這種材料其貌不揚,連名字都稀松平常,它就是水泥。
古代“水泥”
水泥幾乎可以稱得上是現(xiàn)代人類文明的基礎,是現(xiàn)代社會不可或缺的大宗產(chǎn)品。可是,在古代,雖然沒有水泥,卻有類似的建筑用黏合劑可以使用。
古埃及人最開始用尼羅河的泥漿砌筑未經(jīng)煅燒的土磚,并在泥漿中摻入砂子和草,以確保強度。用這種材料建造的建筑物不耐水,經(jīng)不住雨淋和河水沖刷,但在干燥地區(qū)卻可保存多年。后來,大約在5000年前,古埃及人開始采用煅燒石膏作建筑膠凝材料,很多金字塔的建造中都使用了煅燒石膏。而古希臘人則采用石灰來黏合各種材料,后來的古羅馬繼承了古希臘的建筑方法,發(fā)展出了石灰、火山灰、砂子混合而成的“羅馬砂漿”。羅馬砂漿是古代的優(yōu)秀建筑用黏合劑,古羅馬的很多建筑都使用了羅馬砂漿,并保留到了今天。
在我國古代,不同時代的人們使用不同配方的“三合土”,同樣修建了大量傳承千古的優(yōu)秀建筑。但是,不管是中國還是西方,在進入近代之前,都沒有發(fā)明水泥。有時候,發(fā)明需要一些偶然的運氣,甚至是一些貌似“倒霉”的際遇……
一座燈塔的倒掉
從14世紀開始,歐洲的很多國家和地區(qū)走上了大航海之路,人類現(xiàn)代文明由此發(fā)端。大航海離不開配套的設施,帆船、水手自不必說,還有一樣東西必不可少,那就是燈塔。
話說公元1756年的一天,英國英吉利海峽南端的一座燈塔突然倒塌,給航海者們帶來了莫大的不便。這座燈塔是怎么壞的?原來,當時的燈塔大多數(shù)依舊使用羅馬砂漿來建筑,羅馬砂漿雖然有一定耐水性能,但經(jīng)不住海水長期的腐蝕和沖刷,時間長了,損壞甚至倒塌便在所難免。
海上沒有燈塔可不行!英國政府立即派遣工程師J·史密斯前去搶修。按照傳統(tǒng)的方法,重修燈塔還是要用羅馬砂漿,而羅馬砂漿中最重要的石灰需要用石灰石來燒制。史密斯趕緊命人運送石灰石前往海灘,希望趕得上工期。誰料,新運到的石灰石令史密斯傻了眼——這批石灰石中含有大量黑色的雜土!
如果用這種石灰石來燒制石灰,恐怕會嚴重影響質(zhì)量吧?但是又來不及另調(diào)新的石灰石,若是耽誤工期,國王怪罪,誰也擔不起!無奈,史密斯將含有雜質(zhì)的石灰石投入了熔爐,開始煅燒。
意外獲得新發(fā)現(xiàn)
很快,新的石灰燒制出來了。這批石灰應運于燈塔的重建,效果竟然出奇的好,遠遠超出了傳統(tǒng)羅馬砂漿的黏合性能。這一意外所得,令史密斯大跌眼鏡——這難道是那些黑色的雜土在起作用?
抱著這樣的疑惑,史密斯進行了大量實驗,最終證實了他的猜想。那些黑色的雜土,主要是黏土,在石灰石原料中加入一些黏土,經(jīng)煅燒和細磨處理后,加水制成的砂漿能慢慢硬化,在海水中的強度較“羅馬砂漿”高很多,更能承受海水的沖刷。重新修建而成的燈塔名叫埃迪斯通燈塔,至今還在。
不過,史密斯并沒有為他的發(fā)現(xiàn)申請專利,卻逢人便講。于是,越來越多的人知道了這個秘方……
現(xiàn)代水泥誕生
在史密斯發(fā)現(xiàn)黏土石灰秘密之后的幾十年,類似的建筑用黏合劑逐漸開始替代羅馬砂漿,成為人們蓋房建屋的優(yōu)選材料。但這種材料還遠未進化完成,直到J·阿斯普丁出現(xiàn)。
阿斯普丁是英國利茲市的一名泥水匠。這位先生生性聰慧且勤于動腦,他仔細研究了史密斯的配方,聯(lián)想到古羅馬人為了增強石灰的黏性而向石灰中添加火山灰材料。于是,他嘗試將陶片、磚瓦磨成細粉,加入石灰石中高溫煅燒,獲得了理想的結(jié)果。隨后,他進一步嘗試將煤渣和經(jīng)過高溫冶煉的礦渣加入進去,效果更是出乎意料!
于是,阿斯普丁在反復實驗的基礎上,總結(jié)出石灰、黏土、礦渣等各種原料之間的比例,以及生產(chǎn)這種混合材料的方法,從而發(fā)明出了一種劃時代的建筑用黏合劑。阿斯普丁為自己的發(fā)明起名“波特蘭水泥”,并申請了專利。公元1824年10月21日,阿斯普丁獲得了英國第5022號的“波特蘭水泥”專利證書。一舉成為流芳百世的水泥發(fā)明人。
此后,無數(shù)工程師不斷地改進著水泥的性能。直到今日,水泥都是建筑領域不可或缺的材料,甚至在可預見的未來,這一地位都不會有什么太大的改變。endprint