书城科普读物百科知识-科普新课堂:发明之旅
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第14章 石灰的发明

在现代众多的建筑群落中,石灰和砖堪称两大建材“支柱”一砖一砖垒砌起来的岿然屹立的高楼大厦,不正是无数块砖们“精诚团结”,共同撑托起来的“人类杰作”吗?比如说石灰吧,顾名思义,就是把石头(可不是所有的硬家伙)烧成灰。“粉身碎骨浑不怕,要留清白在人间”,正可道尽石灰品性中的一面——洁白无暇。正因为此,石灰和别的材料合手共创,使得人们的房间“四壁生辉”。不过,石灰更大的功劳还在于“参与精神”,它参加了水泥、砂子等材料的“大合唱”,共同构成了建筑的“血液”。就像燕子垒巢时涂抹的唾液一样,把砖、石等粘结在一块儿。除此之外,在制糖工业、纺织工业和农业用肥等领域,石灰还会“露一手”呢!

看来,得好好“研究研究”这些家伙了。

远古时候,人们在地上挖个坑或找个山洞住进去,这就是他们的房子了。后来,人们学会了盖房子。在树木茂盛的地方,人们用木材“构木为巢”,延续下来成了木式建筑。而在大多数木材不丰的地区,人们则向脚下的土地“取货”。他们用泥块或石头作墙,用稀泥作粘合剂。在长期的劳动实践中,人们制出了砖。有趣的是,最早制出的砖是用太阳作“燃料”,即晒成的。1万多年前,埃及和巴比伦的人们把稻草掺进粘土中,太阳一晒,干硬结成了砖。由于埃及和巴比伦临近河川,取土容易,用太阳晒很简单。公元前4000年时,人们制出了火烧的砖,并在巴比伦城里建成了砖结构的巨大神殿和宫殿。由于埃及石头多,砖造的建筑物的外壁仍用石头砌造。

在粘合方面,长期以来的用泥用粘合剂总不是个法子,况且随着建造房屋的扩大,人们需要牢固稳定的建筑材料。石灰代替了泥土,是一大进步。石灰最早是由罗马人制造出来的。罗马人首先使用石灰做砖的粘合剂。普通的石灰叫做生石灰,加水则变成粘粘的熟石灰,掺进砂子则是灰浆。灰浆在空气中吸进二氧化碳,变成碳酸钙而逐渐凝固。所以,可以利用灰浆作为砖的粘合剂。然而,罗马人又进一步用石灰、石膏和火山灰混合焙烧而发明了更优质的粘合剂。这与今天所使用的水泥在性质上极其相似,罗马人还把这种粘合剂当做钢筋水泥那样使用。在罗马的建筑中,多是采用石、砖分两层砌墙,中间加进这种“水泥”,使其凝固的建筑方法。这样,石灰作为粘合剂中的一员,开始“崭露头角”,并在建筑用料中起了不可替代的作用。

随着人类活动的扩大,建筑房屋、宫殿、修桥铺路都需要大量的砖和石灰。12世纪时,制砖技术传遍了欧洲,在欧洲建成了许多砖结构的建筑物。17世纪时,烧制方法又有了新的改进,盛产煤炭的英国用煤炭代替木炭烧砖。1619年,英国的伊萨林顿发明了自动制砖机,从而大大提高了制砖坯的效率。

在烧砖用窑方面,人们不断进行了改进。自18世纪到19世纪,欧洲国家对用窑烧制砖瓦,并能成批烧制的连续式窑进行了种种研究,终于在1850年,由德国的建筑家霍夫罗发明了名叫“轮窑”的连续式砖瓦窑。这种窑在中间有一个烟囱,四周有10多间小屋。原料装进小屋后,从上边的小洞添进煤粉,按顺序把原料装进每个小屋,再按顺序把煤粉装进每个小屋后开始点火,能将烧制、冷却、运出等工作连续起来,并可以多次反复连续工作。这种窑的发明,促进了用砖的大批量生产。

实际上,制砖的一系列过程都是随着人们的不同需要而不断更新的。原数的选用,制窑的改进,机械的发明及应用,都是为着制造出不同用途的砖的。早期人们烧砖用料是选用优质的粘土,后来,在粘土中加进了不同比例和类型的化学原料,从而制出了不同性质的砖。如建筑用的普通砖和大型砖的焙烧,以及工业用陶等所用的耐火砖、耐熔砖的焙烧,都有着不同的要求。这样,按不同要求制造出来的不同类型的砖,在不同的领域中发挥了不同的作用,从而为人类的生产和生活做出了巨大的贡献。

而用途广泛的石灰也更富于“献身精神”。前面说过,石灰在人们的生产生活中大有用武之地。我们知道,石灰石(如石灰岩、白垩、大理岩、介壳石灰岩、凝灰岩、镁质石灰岩或白云石等)在1000多度的高温下煅烧后就成了生石灰,生石灰遇水反应就会变成熟石灰。在其应用甚广的建筑工程中,石灰就被用作石灰浆、石灰乳、熟石灰粉以及磨细生石灰等多种用途。如石灰浆在抹灰砂浆、砌砖砂浆中,石灰乳在粉白粉当中,磨细生石灰在热活性模板中,都“各有千秋,各得其所”。除此之外,在以生石灰为主要材料的制成品中,像石灰硅藻土水泥、石灰炉灰水泥、石灰烧粘土水泥、酸性火山岩石灰水泥、石灰矿渣水泥、石灰砂制品、粘土坯件、泡沫矽酸盐、碳化石灰砂制品,这些产品里面都有石灰的一份儿功劳。

因此,在工业、农业、军事以及国防等各个领域,到处都有着石灰和砖的“蛛丝马迹”,它们乐于“奉献”,安于“职守”,为人类构筑了一种“立体”的美感。