水泥的发明.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,水泥的发明,有人喜称水泥为建筑的粮食,在人类文明中占有重要地位。现在,全世界水泥产量已达,20,亿吨,是现代社会不可或缺的大宗产品。水泥的发明是人类在长期生产实践中不断积累的结果,是在古代建筑胶凝材料的基础上发展起来的,经历了一个漫长的历史过程。,西方古代的建筑胶凝材料,古埃及人：在水泥发明前的数千年岁月中,西方最初采用黏土作胶凝材料。古埃及人采用尼罗河的泥浆砌筑未经煅烧的土砖。为增加强度和减少收缩,在泥浆中还掺入砂子和草。用这种泥土建造的建筑物不耐水,经不住雨淋和河水冲刷,但在干燥地区可保存许多年。大约在公元前,3000,年到,2000,年间,古埃及人开始采用煅烧石膏作建筑胶凝材料,埃及古金字塔的建造中使用了煅烧石膏。公元前,30,年,埃及并入罗马帝国版图之前,古埃及人都是使用煅烧石膏来砌筑建筑物。,古希腊人：与埃及人不同,在建筑中所用胶凝材料是将石灰石经煅烧后而制得的石灰。,罗马人：公元前,146,年,罗马帝国吞并希腊,同时继承了希腊人生产和使用石灰的传统。罗马人使用石灰的方法是先将石灰加水消解,与砂子混和成砂浆,然后用此砂浆砌筑建筑物。采用石灰砂浆的古罗马建筑,其中有些非常坚固,甚至保留到现在。古罗马人对石灰使用工艺进行过改进,在石灰中不仅掺砂子,还掺磨细的火山灰,在没有火山灰的地区,则掺入与火山灰具有同样效果的磨细碎砖。这种砂浆在强度和耐水性方面较“石灰,-,砂子”的二组分砂浆都有很大改善,用其砌筑的普通建筑和水中建筑都较耐久。有人将“石灰,-,火山灰,-,砂子”三组分砂浆称之为“罗马砂浆”。,中国古代的建筑胶凝材料的发展,“白灰面”,在公元前,5000,到,3000,年的新石器时代的仰韶文化时期,就有人用“白灰面”涂抹山洞、地穴的地面和四壁,使其变得光滑和坚硬。“白灰面”因呈白色粉末状而得名,它由天然姜石磨细而成。姜石是一种含二氧化硅较高的石灰石块,常夹杂在黄土中,是黄土中的钙质结核。“白灰面”是至今被发现的中国古代最早的建筑胶凝材料。,黄泥浆：,公元前,16,世纪的商代,地穴建筑迅速向木结构建筑发展,此时除继续用“白灰面”抹地以外,开始采用黄泥浆砌筑土坯墙。在公元前,403,年至公元前,221,年的战国时代,出现用草拌黄泥浆筑墙,还用它在土墙上衬砌墙面砖。在中国建筑史上,“,白灰面”很早就被淘汰,而黄泥浆和草拌黄泥浆作为胶凝材料则一直沿用到现代社会。,石灰的出现：,石灰公元前,7,世纪的周朝出现石灰,周朝的石灰是用大蛤的外壳烧制而成。蛤壳主要成份是碳酸钙,将它煅烧到碳酸气全部逸出即成石灰。,到秦汉时代,除木结构建筑外,砖石结构建筑占重要地位。砖石结构须用优良性能的胶凝材料进行砌筑,这就促使石灰制造业迅速发展,纷纷采用各地都能采集到的石灰石烧制石灰,石灰生产点应运而生。那时,石灰的使用方法是先将石灰与水混和制成石灰浆体,然后用浆体砌筑条石、砖墙和砖石拱券,以及粉刷墙面。在汉代,石灰的应用已很普遍,采用石灰砌筑的砖石结构能建造多层楼阁。中国万里长城修筑于公元前,7,世纪至公元,17,世纪,先后有,20,多个朝代主持和参与建造。秦、汉、明三个朝代修筑最长,在总长,5,万公里的长城中修筑了,5000,余公里。在这三个朝代,石灰胶凝材料已发展到较高水平,大量用于修建长城。所以,长城的许多地段,后人发现它是用石灰砌筑而成的。,“三合土”,在公元,5,世纪的中国南北朝时代,出现一种名叫“三合土”的建筑材料,它由石灰、黏土和细砂所组成。到明代,有石灰、陶粉和碎石组成的“三合土”。在清代,除石灰、黏土和细砂组成的“三合土”外,还有石灰、炉渣与砂子组成的“三合土”。清代,宫式石桥做法,一书中对“三合土”的配比作了说明,:“,灰土即石灰与黄土之混合,或谓三合土”,;“,灰土按四六掺合,石灰四成,黄土六成”。以现代人眼光看,“,三合土”也就是以石灰与黄土或其他火山灰质材料作胶凝料、以细砂、碎石或炉渣作填料的混凝土。“三合土”与古罗马的三组分砂浆,即“罗马砂浆”有许多类似之处。在清代还用于夯筑水坝。,中国特色的石灰掺有机物的胶凝材料,石灰掺有机物的胶凝料中国古代建筑胶凝材料发展中一个鲜明的特点。,如“石灰,-,糯米”,“,石灰,-,桐油”,“,石灰,-,血料”,“,石灰,-,白芨”,以及“石灰,-,糯米,-,明矾”等。另外,在使用“三合土”时,掺入糯米和血料等有机物。,（万里长城，赵洲桥以及很多水利工程等都用过这种材料）,现代水泥的发明,1756,年史密顿在建造灯塔的过程中,研究了“石灰,-,火山灰,-,砂子”三组分砂浆中不同石灰石对砂浆性能的影响,发现含有黏土的石灰石,经煅烧和细磨处理后,加水制成的砂浆能慢慢硬化,在海水中的强度较“罗马砂浆”高得多,能耐海水的冲刷。史密顿使用新发现的砂浆建造了举世闻名的普利茅斯港的漩岩,(,Eddys,-tone),大灯塔。但并未获得广泛应用,罗马水泥：,1796,年,英国人派克,(,J.Parker,),将称之为,SepaTria,的黏土质石灰岩,磨细后制成料球,在高于烧石灰的温度下煅烧,然后进行磨细制成水泥。派克称这种水泥为“罗马水泥”,(,RomanCement,),并取得了该水泥的专利权。“罗马水泥”凝结较快,可用于与水接触的工程,在英国曾得到广泛应用,一直沿用到被“波特兰水泥”所取代。,英国水泥：,英国水泥英国人福斯特,(,J.Foster,),是一位致力于水泥的研究者。他将两份重量白垩和一份重量黏土混和后加水湿磨成泥浆,送入料槽进行沉淀,置沉淀物于大气中干燥,然后放入石灰窑中煅烧,温度以料子中碳酸气完全挥发为准,烧成产品呈浅黄色,冷却后细磨成水泥。福斯特称该水泥为“英国水泥”,(,BritishCement,),于,1822,年,10,月,22,日获得英国第,4679,号专利。“英国水泥”由于煅烧温度较低,其质量明显不及“罗马水泥”,所以售价较低,销售量不大。这种水泥虽然未能被大量推广,但其制造方法已是近代水泥制造的雏型,是水泥知识积累中的又一次重大飞跃。,波特兰水泥,(,硅酸盐水泥,),：,1824,年,10,月,21,日,英国利兹,(Leeds),城的泥水匠阿斯普丁,(,J.As-pdin,),获得英国第,5022,号的“波特兰水泥”专利证书,从而一举成为流芳百世的水泥发明人。他的专利证书上叙述的“波特兰水泥”制造方法是,:“,把石灰石捣成细粉,配合一定量黏土,掺水后以人工或机械搅和均匀成泥浆。置泥浆于盘上,加热干燥。将干料打击成块,然后装入石灰窑煅烧,烧至石灰石内碳酸气全部逸出。煅烧后的烧块再将其冷却和打碎磨细,制成水泥。使用水泥时加入少量水分,拌和成适当稠度的砂浆,可应用于各种不同的工作场合。”该水泥水化硬化后的颜色类似英国波特兰地区建筑用石料的颜色,所以被称之为“波特兰水泥”。,西方国家在“罗马砂浆”的基础上,1756,年发现水硬性石灰,;1796,年发明“罗马水泥”,以及类似的天然水泥,;1822,年出现“英国水泥”,;1824,年英国政府发布第一个“波特兰水泥”专利。当代建筑粮食,-“,波特兰水泥”,(,硅酸盐水泥,),就这样在西方徐徐诞生,同时踏上不断改进的征途。,