Изобретение портландцемента в мире связывают с именем английского каменщика Джозефа Аспдина (1779—1855 гг.). В 1824 году он запатентовал новый тип цемента, «лучшее» вяжущее, которое назвал портландцементом. Этот материал получил своё название за сходство с известняком, добываемым на острове Портленд.
Детство и начало карьеры
Джозеф Аспдин родился 25 декабря 1778 года в английском городке Лидс, Йоркшир.
Он был самым старшим ребенком в семье Томаса Аспдина. Будучи обычным каменщиком, отец обеспечивал семерых человек. Он обучал мальчишек — братьев Джозефа — своему ремеслу, и вскоре сыновья стали его помощниками.
После смерти отца Джозеф взял воспитание младших братьев и сестры на себя. В 1811 году, в возрасте 33 лет, он женился на Мэри Фотерби, которая росла с ним в одном дворе. Она стала ему верной соратницей, и во многом благодаря ей к 1817 году Джозеф Аспдин уже открыл собственный бизнес в центре города.
Эксперименты и поиски прочного материала
Он, как и все мужчины в его семье, был каменщиком. Его магазинчик разместился на углу исторической улочки Лэндс-лэйн. Джозеф Аспдин исправно выполнял заказы и попутно экспериментировал с «римским бетоном» из гальки, песка и известняка. Он был намерен сделать такой материал, который, подобно этому «восточному» цементу, мог становиться только крепче после контакта с водой.
Денег и связей у Джозефа Аспдина не было, поэтому он пользовался теми материалами, которые находил по рукой. Хоть каменщик не окончил ни один специальный курс и предпочитал получать нужный результат опытным путем, он все же знал о местном инженере Джон Смитоне — именно он построил знаменитый маяк на Эдистонских скалах.
Основным «ингредиентом» для более прочного цемента стал известняк, который использовал и Смитон. Далеко за ним ходить было не нужно: Аспдин брал известняк прямо с дорог, покрытых всем необходимым. Власти выкладывали улицы породами Пеннинских гор, и Джозеф быстро смог найти этому камню применение.
Власти города дважды привлекали Джозефа Аспдина к ответственности. Все потому, что он демонтировал части дороги, выкапывая брусчатку.
Он использовал процесс двойного обжига: сначала нагревал сырье, благодаря чему оно разлагалось на оксид кальция и углекислый газ, затем смешивал получившуюся массу с глиной прямо в кухонной посуде. Далее следовал второй обжиг. В 1924 году Джозеф Аспдин запатентовал получившийся материал как портландцемент. Такое название он получил потому, что был «точной копией самого лучшего Портлендского камня»*.
*В начале XIX века Портлендский камень считался наиболее престижным материалом для строительства. Он добывался на острове Портленд в английском графстве Дорсет. Материал использовался еще со времен Римской Империи при создании саркофагов и резиденций и, спустя века, стал основой Вестминстерского дворца и здания ООН в Нью-Йорке.
Производство и трудности бизнеса
Уже в 1825 году Джозеф Аспдин открыл завод по производству портландцемента в Уэйкфилде, куда в результате переехал вместе с Мэри и тремя детьми. Фабрика расположилась за мостом — в месте, которое Джозеф посчитал достаточно обособленным от основной части города.
Он намеревался сохранить производство в секрете, однако в 1838 году власти Уэйкфилда вынудили его переехать, поскольку землю выкупила компания Manchester and Leeds Railway. Тогда Аспдин нанял своих собственных сыновей Джеймса и Уильяма, чтобы они помогли приумножить капитал и закрыть появившиеся долги.
Однако уже через три года Аспдин страший был вынужден отстранить Уильяма от дел — долги стали только больше. Младший сын все же продолжил дело отца, но уже за рубежом. Уильям с трудом управлял собственной фирмой, «зарабатывая» все новые проблемы.
Несмотря на финансовые трудности, именно он стал отцом современной портландцементной промышленности в Германии. А вот Джозеф Аспдин остался в Уэйкфилде, по-прежнему управляя небольшим заводом. Он продавал портландцемент для штукатурных работ и молдингов. В «серьезном» строительстве материал был использован при создании туннеля под Темзой.
Последние годы и память об изобретателе
В 1844 году Джозеф полностью отошел от дел, передав управление бизнесом Джеймсу. Аспдин Старший умер через 11 лет и был похоронен в церкви Святого Иоанна. В 1924 году Американская ассоциация портландцемента установила в Лидсе табличку в память об открытии Аспдина, которое изменило все современное строительство.
Согласно запатентованному способу, тонкоизмельченная смесь известняка и глины после предварительного высушивания в передвижном противне подвергается обжигу «до тех пор, пока углекислота полностью не выделится» с последующим помолом продукта в тонкий порошок и использованием при смешивании с достаточным количеством воды в качестве вяжущего материала «для желательных целей».
Данный патент гласил следующее:
“ВСЕМ, КОМУ ПОПАДУТ В РУКИ ЭТИ ПОДАРКИ, я, Джозеф Аспдин из Лидса, графство Йорк, каменщик, шлю приветствие. ПРИНИМАЯ во ВНИМАНИЕ, ЧТО Его нынешнее Превосходительнейшее Величество король Георг Четвертый Своими Грамотами, заверенными Большой Печатью Великобритании, датированными в Вестминстере Двадцать первым днем октября на пятом году Своего правления, от имени Себя, Своих наследников и преемников передал и даровал мне, упомянутому Джозефу Аспдину, Свое специальное разрешение, с которым я, упомянутый Джозеф Аспдин, мои изгнанники, адмореры и правопреемники, должен в любое время соглашаться, и никто другой, время от времени в течение указанного в нем срока лет, должен и законно могу соглашаться, используйте, применяйте и распространяйте в пределах Англии, Уэльса и города Бервик-апон-Твид мое изобретение “УЛУЧШЕНИЕ СПОСОБА ПРОИЗВОДСТВА ИСКУССТВЕННОГО КАМНЯ”; в упомянутом патентном письме содержится условие, обязывающее меня, сказал Джозеф Аспдин, посредством письменного документа, подписанного моей рукой и скрепленного печатью, в частности, описать и установить природу моего упомянутого изобретения и каким образом то же самое должно быть выполнено, и обеспечить его регистрацию в Высоком канцлерском суде его Величества. в течение двух календарных месяцев, следующих за датой выдачи упомянутых в этой части патентованных писем (как в них, так и в соответствии с ними), ссылка на которые приведена выше, будет представлена более подробно и в полном объёме.
ТЕПЕРЬ ЗНАЙТЕ, что в соответствии с вышеупомянутым условием я, вышеупомянутый Джозеф Аспдин, настоящим заявляю о природе моего вышеупомянутого изобретения и о том, как оно должно быть реализовано, что подробно описано и подтверждено в нижеследующем описании (то есть):
Мой метод производства цемента или искусственного камня для оштукатуривания зданий, гидротехнических сооружений, цистерн или любых других целей, для которых он может быть применим (и который я называю портландцементом), заключается в следующем: – Я беру определенное количество известняка, такого, который обычно используется для строительства или ремонта дорог, и забираю его с дорог после того, как он превратится в лужу или порошок; но если я не могу получить достаточное количество вышеуказанного с дорог, я беру сам известняк и делаю так, чтобы лужа, или порошок, или известняк, в зависимости от обстоятельств, были удалены. прокаленный. Затем я беру определённое количество глинистой земли или глины и смешиваю их с водой до состояния, близкого к консистенции теста, вручную или с помощью оборудования. После этого я помещаю вышеуказанную смесь в противень для выпаривания либо под воздействием солнечного тепла, либо под воздействием огня или пара, проходящего по дымоходам или трубам под противнем или рядом с ним, пока вода полностью не выпарится. Затем я измельчаю полученную смесь на подходящие куски и прокаливаю их в печи, похожей на печь для обжига извести, пока углекислая кислота полностью не испарится. Полученную таким образом обожжённую смесь нужно измельчить, растереть или раскатать до состояния мелкого порошка, и тогда она будет пригодна для изготовления цемента или искусственного камня. Этот порошок нужно смешать с достаточным количеством воды, чтобы он приобрёл консистенцию строительного раствора, и использовать по назначению.
В подтверждение чего я, вышеупомянутый Джозеф Аспдин, ставлю здесь свою подпись в пятнадцатый день декабря тысяча восемьсот двадцать четвёртого года от Рождества Христова.
Подпись: Джозеф Аспдин
И да будет известно, что 15 декабря 1824 года, в год от Рождества Христова 1824, вышеупомянутый Джозеф Аспдин предстал перед нашим господином королём в его канцелярии и признал вышеупомянутую расписку и всё, что в ней содержится, в форме, описанной выше. Вышеупомянутая расписка была заверена в соответствии с законом, принятым с этой целью.
Восемнадцатый день декабря, год от Рождества Христова тысяча восемьсот двадцать четвёртый.”
Хотя цемент Аспдина был скорее разновидностью гидравлической извести, его изобретение стало важным шагом к созданию современного цемента. Настоящий портландцемент, известный нам сегодня, был создан несколько позже, когда стали использовать более высокие температуры обжига и точное соотношение извести и глины.
