中外科学家发明家丛书_多人【完结】(159)

  建筑材料的新发展——水泥

  (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。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份和性质,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。

  新式取火法——火柴

  (1827年)

  学会取火是人类文明的重大进步。从考古学的研究来看,周口店的北京 猿人已经有了人为的取火方法。

  过去的取火方法大体有四种:摩擦法、打击法、压榨法和光学发火法。 这当中,最早出现的是摩擦发火法和打击发火法。中国古代传说中有燧人氏 教人钻木取火的故事,所谓钻木取火,就是用一根木棒立在另一块木块上用 力旋转,使它摩擦生热而发火的做法。

  在太古时代,主要是用燧石互相打击而取火。到有了钢铁之后,人们便 改用铁块和打火石碰撞的取火法了。

  比较科学的取火方法是18世纪末在罗马出现的。那时有人用一根一米多 长的大木棒,在其顶端涂上浓氯酸钾、糖和树胶的混合物,当人们要使用火 时,就把大棒的顶端伸进一个盛有硫酸溶液的器皿里,使二者相遇发生化学 反应而燃烧。这便是火柴的雏形。

  1827年,英国化学家约翰·沃克发明了与现代火柴相近似的引火棍。而 这个发明也是很偶然的。有一天,沃克正在集中精力试制一种猎枪上用的发 火药。方法是把金属锑和钾碱混合在一起,然后用一根棍搅拌。这样,棍的 一端便粘上了金属锑和钾碱的混合物。后来,他想把粘在木棍上的混合物在 地上磨掉,以便再利用这根棍来搅拌新配的混合物。然而,正当他把木棍在 地上使劲摩擦时,突然“扑”的一声冒出了火苗,木棍燃烧起来了。

  这个发现使沃克非常高兴。他想:如果能利用自己发现的办法制造引火 物,那对人们取火将是多么方便啊!于是,他开始参照自己发现的办法研制 火柴了。1827年4月7日,约翰·沃克制作的第一盒火柴出售了。他的火柴 84根为一盒,售价一先令。火柴盒的一端贴有一小片砂纸,把火柴头夹在砂 纸中间,向外一拉,火柴便点燃了。从此,火柴便在全世界得到了普及。

  1830年又出现了黄磷火柴,这种火柴一经摩擦即可引燃,但容易出危 险,而且它的烟有毒。1835年,又有人发明了安全无害的赤磷火柴。到1848 年,德国人又发明了今天通用的安全火柴。火柴的发明,为人类用火提供了 极大的方便。

  缝纫机的发明

  (1830年)

  发明带有针眼的针,可谓是人类历史上最重要的技术进步之一。而针的 出现早得惊人,大约在40000年前的旧石器时代,就有了用猛犸的牙、驯鹿 的骨和海象的牙做成的针。

  到18世纪时,有两个英国人在针的使用上做出了新的发明。一位是韦森 霍尔,他在1755年获得了一种双尖针的专利权,这种针的针眼在中间。另一 位是托马斯·圣,他于1790年发明了一个新装置,这种装置具有现代缝纫机 的许多特点,但是没有带针尖和针孔的针。

  直到1830年,法国的一个叫坦莫尼尔的穷裁缝才设计出一种真正实用的 缝纫机。这个缝纫机主要是用木头做的,相当笨重。在19世纪40年代,这 种缝纫机主要用来给军队作军服。不幸的是,后来坦莫尼尔的手工工场受到 了洗劫,他本人也险些丧命。但他并没有灰心,决心继续从事自己开创的事 业。他进一步改进了缝纫机,并于1848年在英国和美国获得了专利。


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