建筑胶和水泥的比例

6.水泥的问世——亚斯普丁（1824年）

19世纪以前，建筑技术的进步是相当缓慢的，其中一个重要原因是受建筑材料性能的限制。当时建筑材料不外乎几千年沿用下来的土、木、砖、瓦、砂、石。自从19世纪20年代发明了水泥，以后又出现了钢材，从而使建筑技术发生了飞跃性进步。那么，水泥是怎样发明的呢？在水泥发明之前，人们为了把砖或石块连结在一起，最早使用的胶结材料是天然粘土。后来人们发现石灰石经过火烧能变成石灰，具有比粘土更好的胶凝性。古代罗马人，用一种火山喷射物生成的胶结材料把石块连结成坚固的整体。火山灰是天然水泥，他们用这种材料建造斗兽场和其他宏伟建筑。可是，火山灰很有限，而且运输不便。工业革命以后，要求大规模地建造水上结构，如港口、堤坝、桥涵等，推动人们去寻找耐水的胶结材料。1774年，英国工程师斯密顿在建造海上灯塔时，试用石灰、粘土、砂和铁渣的混合物砌筑基础，效果良好。后来又发现了在石灰浆中加进些砖的粉末后能提高耐火性能。经过反复试验，人们还逐渐认识到把粘土同石灰石适当地配合并加以锻烧，再磨成细粉，可以制造出性能良好的胶结材料。1824年，英国石匠营造者亚斯普丁取得了制造这种材料的专利。他的产品硬化后的颜色和强度，同波特兰地方出产的石材很相近，因而取名为“波特兰水泥”。此后，人们逐步掌握水泥的化学成分和性质，不断地改进生产工艺过程，出现了专门生产水泥的工厂。法国在1840年，德国在1855年分别建设了水泥制造厂。进入20世纪，特别是第二次世界大战后，水泥的标号不断提高，水泥产量不断增加。1960年全世界水泥总产量为3.17亿吨，1970年为5.68亿吨；1960年全世界平均每人消耗水泥104公斤，1970年为156公斤。水泥出现以后，用水泥、砂、石和水制作的混凝土，在建筑工程中得到广泛应用。混凝土凝固以前具有很好的可塑性，能用模子浇注成各种形状，硬化以后有很高的抗压强度，而且耐火。以后又发明了钢筋混凝土，解决了混凝土容易破裂的问题，大大提高了建筑质量。水泥成为世界上最重要的建筑材料之一。