¿Quién inventó o descubrió el cemento? ¿cuando?
La invención del cemento moderno fue un proceso paso a paso y no se logró de la noche a la mañana.
Cal hidráulica
A mediados del siglo XVIII se desarrolló la industria de la navegación británica, pero los naufragios como rocas y playas se producían con frecuencia. Para evitar naufragios, se utilizaron faros para la navegación. En aquella época, en Gran Bretaña existían dos materiales para la construcción de faros: la madera y el "mortero romano". Sin embargo, cuando se expone al agua de mar, la madera es inflamable y perecedera; aunque el "mortero romano" tiene cierto grado de resistencia al agua, no puede resistir la corrosión y erosión del agua de mar. Debido a que los materiales no eran duraderos en el agua de mar, los faros a menudo sufrían daños y los barcos no podían navegar con seguridad. La industria naviera en rápido desarrollo encontró grandes obstáculos. Para resolver el problema de la seguridad del transporte marítimo, desde 65438 hasta 2008, encontrar materiales resistentes a la erosión del agua de mar y construir faros duraderos se convirtió en la máxima prioridad del desarrollo económico de Gran Bretaña en la década de 1950. En este sentido, el Parlamento británico no escatimó en gastos para contratar talentos. El ingeniero J. Smeaton, venerado como el padre de la ingeniería civil británica, fue contratado para encargarse de la construcción del faro.
En 1756, durante la construcción del faro, Smithton estudió los efectos de diferentes calizas en el mortero de tres componentes "cal-puzolana-arena" sobre las propiedades del mortero. Se descubrió que la piedra caliza que contiene arcilla se puede endurecer lentamente agregando agua después de calcinarla y molerla finamente. Su resistencia en el agua de mar es mucho mayor que la del "mortero romano" y puede resistir la erosión del agua de mar. Smithton utilizó el mortero recién descubierto para construir el mundialmente famoso faro de Eddystone en el puerto de Plymouth.
La cal elaborada a partir de arcilla y piedra caliza se denomina cal hidráulica. El descubrimiento de Smithton supuso un gran avance en la acumulación de conocimientos en el proceso de invención del cemento. No sólo contribuyó a la industria de la navegación británica, sino que también jugó un papel importante en la invención del "cemento Portland". Sin embargo, la cal hidráulica estudiada con éxito por Smithton no tuvo un uso generalizado. En aquella época todavía se utilizaba mucho el "mortero romano" compuesto de cal, ceniza volcánica y arena.
Cemento romano
En 1796, el británico J. Parker molió una piedra caliza arcillosa llamada Sepa Tria en pellets y la quemó a una temperatura superior a la de la cal quemada. luego molido hasta convertirlo en cemento. Parker llamó al cemento "cemento romano" y lo patentó. El "cemento romano" se puede utilizar en proyectos que entran en contacto con el agua porque fragua rápidamente. Fue ampliamente utilizado en Gran Bretaña hasta que fue reemplazado por el "cemento Portland".
Casi al mismo tiempo que se producía el "cemento romano", los franceses también utilizaban margas en la región de Boulogne para fabricar cemento con una composición química cercana al cemento moderno. Este tipo de marga natural con una composición química cercana a la moderna se llama piedra caliza de cemento, y el cemento elaborado a partir de esta piedra caliza se llama cemento natural. Los estadounidenses también fabricaron cemento natural a partir de marga en Rosendale y Louisville. En la década de 1980 y durante mucho tiempo después, el cemento natural se utilizó ampliamente en los Estados Unidos y alguna vez ocupó una posición muy importante en la industria de la construcción.
British Cement Company
J. Foster es un investigador británico dedicado al cemento. Mezcló dos partes en peso de tiza y una parte en peso de arcilla, luego la molió en húmedo hasta obtener una lechada con agua, la envió a un tanque para precipitación, secó el precipitado en la atmósfera y luego lo calcinó en un horno de cal. . Esta temperatura se basa en la volatilización completa del gas de ácido carbónico en el material. El producto de sinterización es de color amarillo claro y se muele finamente hasta convertirlo en cemento. Foster llamó a este cemento "cemento británico" y recibió la patente británica nº 4679, 1822+65438 el 22 de octubre.
Debido a la baja temperatura de calcinación, la calidad del "cemento británico" obviamente no es tan buena como la del "cemento romano", por lo que el precio es bajo y el volumen de ventas no es grande. Aunque este cemento no ha sido ampliamente promocionado, su método de fabricación es el prototipo de la fabricación moderna de cemento y otro salto adelante en la acumulación de conocimientos sobre el cemento. Foster también contribuyó a la invención del cemento moderno.
Agua Portland (Cemento Portland)
1824 10 El 21 de octubre, J. Aspdin, un yesero de Leeds, Inglaterra, obtuvo la patente británica No. 5022 No. "Cemento Portland". certificado, convirtiéndose así en el inmortal inventor del cemento.
El método de fabricación del "cemento Portland" descrito en su certificado de patente es: "machaca piedra caliza hasta convertirla en un polvo fino, añade una cierta cantidad de arcilla, mézclala con agua y revuélvela manual o mecánicamente hasta obtener una suspensión". .Colocar el lodo en un plato, calentarlo y secarlo. Romper el material seco en pedazos y luego calcinarlo en un horno de cal hasta que se libere completamente el gas ácido carbónico de la piedra caliza. Luego se enfría el clinker calcinado, se tritura y se muele. . Cemento. Cuando utilice cemento, agregue una pequeña cantidad de agua y mézclelo hasta obtener un mortero de consistencia adecuada, que se puede utilizar en varios lugares de trabajo”
El color de este cemento después de la hidratación y el endurecimiento es similar. a la de Portland, Reino Unido. La piedra se llama "Cemento Portland" debido a su color similar.
Aspirin construyó la primera planta de cemento Portland en Wakefield, Inglaterra. Posteriormente, su hijo construyó otra fábrica en Grazheide, Inglaterra, y otra fábrica en Alemania en 1856, donde pasó sus últimos años.
Asputín y su hijo han mantenido en secreto los métodos de producción del cemento Portland durante mucho tiempo, y han tomado diversas medidas de confidencialidad: construir muros altos alrededor de la fábrica, y nadie puede entrar a la fábrica sin su con el permiso del padre; no se permitía caminar fuera de la estación de trabajo; para crear la ilusión, a menudo se colocaba sulfato de cobre u otro polvo en un plato y se rociaba sobre los materiales secos a medida que se cargaban en el horno.
El método de fabricación del "Cemento Portland" descrito en el Certificado de Patente de Aspirina no es esencialmente diferente del "Cemento Británico" de Foster. La temperatura de calcinación se basa en la volatilización completa del gas de ácido carbónico en el material. Según el sentido común en la producción de cemento, la calidad del "cemento Portland" elaborado a esta temperatura no puede ser mejor que la del "cemento británico". Sin embargo, "Portland Cement" es más competitivo en el mercado que "British Cement". Cuando se reconstruyó el túnel del Támesis en 1838, el precio del "cemento Portland" era mucho más alto que el del "cemento británico", pero los propietarios aun así eligieron el "cemento Portland". Obviamente, por razones de confidencialidad, Aspirin no anotó todas las tecnologías de producción del cemento Portland en el certificado de patente. En realidad, sabía más sobre la producción de cemento de lo que se indica en el certificado de patente. La aspirina debería haber utilizado una temperatura de calcinación más alta en la producción de ingeniería; de lo contrario, el cemento endurecido no tendría el color de la piedra Portland y sus productos no serían tan competitivos.
Sin embargo, según el contenido y la información relacionada contenida en el certificado de patente, la aspirina no logró captar la temperatura de cocción exacta y la proporción correcta de materias primas de cemento Portland. Por tanto, la calidad de los productos producidos en su fábrica era muy inestable y algunos edificios incluso se derrumbaron debido a problemas de calidad del cemento.
En el Reino Unido, otro genio de la investigación del cemento al mismo tiempo que la aspirina fue Johnson. Es gerente de la White Company en Swan Valley, Inglaterra, especializándose en "Roman Cement" y "British Cement". En 1845, Johnson & Johnson descubrió accidentalmente en experimentos que el clínker de cemento que contenía una cierta cantidad de cuerpo vítreo después de la calcinación tenía muy buena dureza hidráulica después de la molienda. Además, descubrimos que si se incluye cal en el producto sinterizado, el cemento se agrietará a medida que se endurezca. Con base en estos hallazgos inesperados, Johnson & Johnson determinó dos condiciones básicas para la fabricación de cemento: primero, la temperatura del horno debe ser lo suficientemente alta como para que el bloque sinterizado contenga una cierta cantidad de vidrio y tenga un aspecto de color verde oscuro; segundo, la proporción de materia prima; Debe ser correcto, fijo, el producto cocido no puede contener exceso de cal y el cemento no puede agrietarse después del endurecimiento. Estas condiciones aseguran la calidad del cemento Portland y resuelven el problema de la calidad inestable que la aspirina no puede resolver. Se encontraron así los parámetros básicos de la producción moderna de cemento.
En 1909, cuando Johnson tenía 98 años, se quejó ante el gobierno británico de que el cemento que fabricaba en 1845 era el verdadero "cemento Portland" y que la aspirina no producía cemento de calidad estable, por lo que. no se le puede llamar el inventor del "cemento Portland". Sin embargo, el gobierno británico no estuvo de acuerdo con la denuncia de Johnson & Johnson y aún mantuvo la decisión de que la aspirina tiene los derechos de patente del "cemento Portland". Colegas en el Reino Unido y Alemania elogiaron el trabajo de Johnson y creyeron que había hecho una contribución importante e indeleble a la invención del cemento Portland.
La primera revolución industrial de la historia de la humanidad se produjo en Europa en el siglo XVIII, que impulsó el rápido desarrollo social y económico de los países occidentales y aceleró el desarrollo de los materiales cementosos de construcción. Sobre la base del "mortero romano", los países occidentales descubrieron la cal hidráulica en 1756; el "cemento romano" y el cemento natural similar se inventaron en 1796; el "cemento británico" apareció en 1822, el gobierno británico emitió el primer "cemento Portland"; "patente. El cemento Portland, el "alimento" de la arquitectura contemporánea, nació lentamente en Occidente y se embarcó en un viaje de mejora continua.