1200萬年前,以色列突發(fā)的天火使當?shù)靥赜械囊环N石灰?guī)r和油頁巖在燃燒中發(fā)生化學反應,形成了水泥化合物的天然沉積物。上世紀60-70年代,這些沉積物被以色列考古學家發(fā)現(xiàn)并確認。有考古學家相信,這些偶然誕生的天然水泥,被后來出現(xiàn)的古人類發(fā)現(xiàn)并使用。
5000多年前(公元3000多年前),古埃及人已經(jīng)開始用泥漿拌稻草脫坯蓋房子。他們還在大金字塔的建設中使用石膏和石灰砂漿。
同一時期,中國人也開始用水泥類材料把竹子粘合起來造船。還在長城的建設中使用水泥類材料。
3000多年前(公元1000多年前),古希臘人、克里特人和塞浦路斯人使用的石灰砂漿強度已經(jīng)很高了,甚至比之后的羅馬人使用的砂漿還要高。
2300多年前(公元300多年前),巴比倫人和敘利亞人開始使用天然瀝青作為粘合劑來建造磚石建筑。
距今2300年到1700年間(公元前300年到公元476年),古羅馬人用產(chǎn)于意大利維蘇威火山(Mt. Vesuvius)附近波特茲瓦利(Pozzuoli)的火山灰修建亞壁古道(Appian Way)、羅馬的浴池、斗獸場(Coliseum)和帕特農(nóng)神廟(Pantheon in Rome)以及法國南部的嘉德大橋的水管。他們使用石灰作為水泥基材料,通常是1份石灰加4份沙子或2份火山灰加1份石灰。為了提高水泥的性能,他們還在混合物中添加動物的脂肪、乳汁和血漿等作為外加劑。這些偉大的建筑,如帕特農(nóng)神廟等依然聳立在羅馬街頭,每天數(shù)以萬計的游客來此頂禮膜拜。
中國長城在建筑過程中也大量使用了水泥類材料,并在其中添加糯米漿等有機類外加劑以提高粘合強度和耐久性。
在黑暗的中世紀,天然水泥類材料的質量越來越差,煅燒石灰、火山灰的技術一度消失。這段時間的建筑也見不到使用水泥類材料的痕跡,直到14世紀才重新發(fā)現(xiàn)了水泥類材料的身影。
1678年,著名的印刷專家約瑟夫 莫克森(JosephMoxon)在他的一篇文章中第一次描述了“加熱的石灰中藏有一團火,加水后就能看到這團燃燒的火”。
1779年,英國化學家布萊恩 希金斯(Bryan Higgins)取得了用于外墻抹灰的水硬水泥的專利,這是水泥和混凝土歷史上第一個專利。第二年(1780年)他發(fā)表了“改進石灰質水泥的合成工藝和應用以及生石灰的制備的實驗與觀察”(Experiments and Observations Made With the View of Improving the Artof Composing and Applying Calcereous Cements and of Preparing Quicklime)一文,這是水泥與混凝土歷史上的第一篇專業(yè)論文。
1779年,英國的約翰 斯米頓(John Smeaton)發(fā)現(xiàn)用煅燒過的石灰石生成的石灰遇水可以硬化(水硬石灰)。他用這種水硬石灰重建了位于英格蘭康沃爾的愛迪斯通燈塔。這個燈塔歷史悠久,但由于使用的建筑材料無法抵御海水的沖蝕,曾經(jīng)多次重建。此次,當?shù)卣概杉s翰米斯頓負責重建,但要求他要先找到一種不怕水的建筑材料。他的發(fā)明導致了現(xiàn)代波特蘭水泥的誕生。
1796年,英國人詹姆斯 帕克(James Parker)獲得了一項有關天然水硬水泥的專利。他通過煅燒含有粘土的塊狀石灰石獲得了這種天然的水硬水泥。這種水泥被稱為帕克水泥(Parker's Cement)或羅馬水泥(Roman Cement)。之所以稱為天然水泥(natural cement),是因為這種水泥是由含有合適分量的粘土的天然石灰石燒制而成,沒有添加其他材料。
1802年,法國也采用了類似的制作羅馬水泥的工藝。
1810年,埃德加 杜博斯(Edgar Dobbs)獲得了一項關于水硬砂漿、灰泥和石膏的專利。不過由于煅燒工藝和設備存在缺陷,這些產(chǎn)品的質量很差。
1812-1813年,法國人路易斯 維卡 通過煅燒石灰石和粘土混合物,制出了人造水硬水泥。(因為是通過選擇石灰石和粘土進行混合,而不是使用天然含一定分量粘土的石灰石進行煅燒,因此稱為人造水泥。)
1818年,莫里斯 萊杰(Maurice St.Leger) 獲得了一項有關水硬水泥的專利。美國開始生產(chǎn)天然水泥。所謂天然水泥,是所使用的石灰石中天然含有數(shù)量恰好合適的粘土,煅燒后獲得的水泥。這種水泥與英國人約翰斯密頓發(fā)現(xiàn)的屬于同一類型。
1820-1821年,約翰 克爾和亞伯拉罕 錢伯斯獲得了更多有關水硬水泥的專利。
1822年,英國的詹姆斯 弗羅斯特(JamesFrost)制備出了類似維卡的人工水硬石灰,被稱為不列顛水泥(British Cement)。
1824年,英國人約瑟夫 阿斯普?。↗osephAspdin)獲得了波特蘭(Portland)水泥的專利。他通過在石灰窯里煅燒磨得很細的白堊(白土粉)和粘土,把其中的二氧化碳徹底去除。然后,將燒結的結塊研磨成細細的粉末,就獲得了這種水泥。他之所以將其稱為波特蘭水泥,是因為英國波特蘭這個地方以出產(chǎn)高質量的建筑石材而聞名,他認為他的水泥具有與波特蘭石材一樣的優(yōu)良品質。
1828年,布魯內(nèi)爾(I.K.Brunel)第一次在工程中使用了波特蘭水泥,他用波特蘭水泥填補了泰晤士隧道中的一個缺口。
1836年,德國第一次系統(tǒng)地檢測了波特蘭水泥的抗壓和抗張強度。
1843年,J.M. Mauder父子公司獲得生產(chǎn)波特蘭水泥的專利授權。
1845年,艾薩克 約翰遜(IsaacJohnson)聲稱將波特蘭水泥的原材料燒到了熔渣溫度(clinkering temperature),獲得了水泥熟料。
1849年,潘德克夫(Pettenkofer)和??怂梗‵uches)首次對波特蘭水泥進行了精確的化學分析。
1862年,英國人布萊克(BlakeStonebreaker) 把顎式粉碎機用于粉碎水泥熟料。
1867年,法國人約瑟夫 莫妮爾(JosephMonier)用鐵絲增強了美國人威廉 萬德(William Wand)用水泥做的花瓶,從而產(chǎn)生了在水泥中使用增強鋼筋的想法。
1871年,美國人大衛(wèi) 賽勒(DavidSaylor)獲得了美國第一個有關波特蘭水泥的專利。
1880年,英國人格蘭德(J.Grand)演示了使用水泥熟料最硬和密實度最大的部分的重要性。對水泥熟料的核心成分進行了化學分析。
1886年,在英國第一個回轉窯投入使用,從此逐步取代了豎窯。
1887年,法國人亨利(Henri LeChatelie)把水泥的化學成分命名為Alite(tricalcium silicate)、Belite(dicalcium siicate)、和Celite(telracalciumaluminoferrite)。他提出水泥硬化是由于水泥和水發(fā)生化學反應生產(chǎn)的晶體逐步成型引起的。
1889年,第一個鋼筋混凝土大橋—美國加州舊金山的沃德湖大橋(Alvord Lake Bridge)建成。這座橋至今仍然存在。
1890年,美國首次在水泥熟料研磨過程中加入石膏作為緩凝劑,豎窯被回轉窯取代,球磨機用于研磨熟料。
1891年,第一條混凝土道路在美國俄亥俄州貝勒方丹(Bellefontaine)鋪設,這條道路至今還在使用。
1893年,威廉 米歇爾(WilliamMichaelis )提出水泥硬化是由于水化硅酸鹽形成的凝膠逐步脫水硬化引起的。
1900年,建立了水泥基本性能的檢測標準。
1903年,第一幢混凝土高層建筑---英格爾斯大廈在美國俄亥俄州(Ohio)的辛辛那提(Cincinnati)建成,該建筑16層高,是當時的一個工程奇跡。
1908年,大發(fā)明家湯馬斯愛迪生(ThomasEdision)發(fā)明并在美國新澤西州的Union建造了廉價、溫馨的混凝土房屋,這些房屋至今還在使用。
1929年,美國人萊納斯鮑林博士(LinusPauling)為復雜硅酸鹽結構建立了一套原則。
1930年,首次在混凝土中使用引氣劑以提高混凝土抗凍融能力。
1936年,第一座主要的混凝土大壩----胡佛大壩(Hoover Dam)和大庫里大壩(Grand Coulee Dam)建成,至今還在使用。
1967年,第一個混凝土穹頂體育場在美國伊利諾伊大學建成。
1970年,出現(xiàn)了纖維增強混凝土。
1980年,高效減水劑出現(xiàn)。
1985年,硅粉開始作為一種火山灰質摻合料在混凝土中使用。高強混凝土被用于西雅圖聯(lián)合廣場(the Union Plaza)的建設。