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明代粘合砖石用的是三合土。《天工开物》一书中记载:“用以襄墓及贮水池则灰一分入河砂,黄土二分,用糯米、羊桃藤汁和匀...名曰三合土”。这种三合土需要糯米,成本高昂,直接导致中国古代土木工程的造价昂贵。而且比起水泥来,这种三合土的质量远远不如。
李植修建保命用的城墙,当然要用最好的材料。
李植选择生产的是波特兰水泥,这种十九世纪早期的水泥生产简单,坚固耐用。
波特兰水泥成本上比三合土低许多,效果却比三合土还要好。不仅是修建城墙要用水泥,随着李植事业的铺开,以后各处土木工程的量一定不会小,这种水泥处处都要用。
烧制波特兰水泥需要石灰石和粘土,烧好后配上少量石膏作为缓凝剂。石灰石和粘土都是极便宜的东西,得来容易,李植找到矿商订购了十万斤石灰石和三万斤粘土,所花费不过几十两银子。石膏在明末也有矿产,是作为一种药材使用的,也不怎么贵。李植在天津城里找到一家大药行,讨价还价,以三文钱一斤的价格订下一千斤石膏。
水泥生产讲究的是两磨一烧。煅烧前石灰石和粘土要磨细成粉末,在立窖中使用一千三百度高温煅烧,煅烧后要将得到的水泥再磨成粉末。
李植在范家庄南门外盖了几间厂房,外面围上围墙,用做生产波特兰水泥的工厂。工厂里有三十个大石磨,由驴子拉动,专门用来磨细材料和成品。李植又用三两银子月钱雇来四个烧制生石灰的的石灰匠人,让他们在工厂内竖起立窖,烧制水泥。
李植指挥匠人将材料磨成粉末后,按照三比一的比例配好石灰石,送入立窖中煅烧。立窖逐渐升温,在最高温度煅烧三个小时后熄火,得到大小石块状的熟料。李植让石灰匠们将这些熟料倒上石磨磨成粉末,又加入一些石膏做缓凝剂。
四个石灰匠按照李植的要求操作,得到了第一炉试验品。李植取来试了试:水泥粉加水搅成糊状,涂在砖上用以粘合另一块砖。等水泥干后,李植抓着一块砖将两块砖举起来。
第二块砖开始还能粘在第一块砖上,但稍一晃动,第二块砖就掉了下来。
第一炉水泥实验失败,不合格。
李植有些懊恼,他想了想,又检查了一遍自己记忆中波特兰水泥的配方。确认无误后,李植觉得可能还是立窖温度不够。
李植走到那个两人高的立窖面前,前后看了看,转头对最有经验的一个工匠说道:“梁老大,现在温度不够,你这窖子的温度还能提高么?”
李植作为一个工业设计师,了解波特兰水泥的配方,但对烧石灰的立窖却没有研究,只能依赖这个时代的匠师。说完这话,李植就稍有些紧张地看着梁老大。
梁老大恭敬地答道:“官爷,还可以提高,不过立窖要改造一下。”
李植脸上一喜,拍了拍梁老大的肩膀,笑道:“那就赶紧改造一下吧!抓紧时间!”
那些石灰匠人也是老把式了,对立窖的控制颇有心得。花费了三天他们就改好了立窖,把温度提升上去了。
第二炉再烧,李植终于产出了这个世界第一炉合格的波特兰水泥。
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