水泥的发明(续)

中国硅酸盐学会名誉理事长 王燕谋

    4、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.Aspdin）获得英国第5022号“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，配合一定量粘土，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”。

    阿斯普盯在英国的Wakefied建设了第一个波特兰水泥厂。后来，他的儿子在英国的Grateshead又建设了一个厂，1856年在德国再建设一个厂，并在那里度过了他的晚年。

    阿斯普丁父子长期对“波特兰水泥”生产方法保密，采取了各种保密措施：在工厂周围建筑高墙，未经他们父子许可任何人不得进入工厂；工人不得到自己工作岗位以外的地段走动；为制造假象，经常用盘子盛着硫酸铜或其他粉料，在装窑时将其撒在干料上。

    阿斯普丁专利证书上所叙述的“波特兰水泥”制造方法，与福斯特的“英国水泥”并无根本差别，煅烧温度都是以物料中碳酸气完全挥发为准。很明显，阿普斯丁出于保密原因在专利证书上并未把“波特兰水泥”生产技术都写出来。阿普斯丁在工厂生产中一定采用过较高的煅烧温度，否则水泥硬化后不会具有波特兰地区石料那样的颜色，其产品也不可能有那样高的竞争力。

    不过，根据专利证书所载内容和有关资料，阿普斯丁未能掌握“波特兰水泥”确切的烧成温度和正确的原料配比，因此他的工厂生产出来的产品质量很不稳定。

    在英国，与阿普斯丁同一时代的另一为水泥研究天才是强生（I.C.Johnson）。他是英国天鹅谷怀特公司经理，专门制造“罗马水泥”和“英国水泥”。1845年，强生在实验中一次偶然的机会发现，煅烧到含有一定数量玻璃体的水泥烧块，磨细后具有非常好的水硬性。另外还发现，在烧成物中含有石灰石会使水泥硬化后开裂。根据这些以外的发现，强生确定了水泥制造的两个基本条件：第一是烧窑的温度必须高到足以使烧块含一定量玻璃体并呈墨绿色；第二是原料比例必须正确而固定，烧成物内部不能含过量石灰，水泥硬化后不能开裂。这些条件确保了“波特兰水泥”质量，解决了阿普斯丁无法解决的质量不稳定问题。从此，现代水泥生产的基本参数已被发现。

    1909年，强生98岁高龄时，向英国政府提出申诉，说他于1845年制成的水泥才是真正的“波特兰水泥”，阿普斯丁并未做出质量稳定的水泥，不能称他为“波特兰水泥”的发明者。然而，英国政府没有同意强生的申诉，仍旧维持阿普斯丁具有“波特兰水泥”专利权的决定。英国和德国的同行们对强生的工作有很高评价，认为他对“波特兰水泥”的发明做出了不可磨灭的重要贡献。

    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。

（2004/08/20 中国建材报 本站有删节）