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第127章 :基建基石(小女兒可愛遂加更!)

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張顯宅邸後院的偏房,門窗緊閉,隔絕了外界的嘈雜與喧囂。

空氣裏瀰漫着一股奇特的味道,生石灰的嗆澀、草木灰的鹼氣、新挖黏土的土腥,還有一絲若有若無的焦糊味。

這裏儼然成了張顯的祕密工坊。

牆角堆着幾樣不起眼的東西,幾塊灰白相間的石灰巖,一筐篩得極細的河沙,幾袋顏色深淺不一的黏土,還有一小堆從鐵匠鋪要來的、黑黢黢的鐵礦渣。

正中央,一口半人高的粗陶大缸裏,盛滿了清水,水面漂浮着幾塊正在劇烈反應、冒着細密氣泡、散發着灼人熱氣的生石灰塊。

這是製造水泥的第一步,製備熟石灰。

是的,張顯這些時日都是在理論實驗這些東西,水泥,以及三合土。

弄水泥的主要目的也是爲了自己的草原攻略。

想要在草原上橫掃胡人鮮卑以及各族遊牧,那中轉的重要性就十分重要。

草原不比內陸,有不同的環境標識輔助方向的辨別,草原廣袤不是吹的,他抽空跑了一趟外圍緊靠幷州的草原,放眼望去滿目皆是一樣的景色。

如果不是從小就在草原生活,那進入大漠草原後迷失是必然的結果。

畢竟不是每一個人都有着霍去病那樣猶如開了衛星導航一樣的恐怖方向感。

這一點你說是吧,李廣老將軍。

所以想要控制草原,就必須要建擁有輔助方向辨別的城池,好給將領分辨方位以及提供補給。

其實在草原建城西漢就有過嘗試,甚至還真的建立出了幾座受降城用來穩固草原周邊的統治。

但最後還是放棄了,原因就是草原之上木材稀缺,一應建材只能從邊郡輸送。

加之後來還有受降匈奴將領趙信一把火燒掉一座受降城後,在草原建城的事就不了了之。

所以,張顯打算弄出水泥,藉助水泥的便利性修繕設施,哪怕建造不了雄偉的城池,但只要能堆起哪怕一米高的水泥磚牆,也能將城池周邊的一部分面積完全控制。

只要有城牆,那就能將匈奴,胡人的戰力折損八成,有城池在就猶如在草原上佈下了一塊烏龜殼,以匈奴胡人鮮卑的攻堅能力,他們也只能望而生畏。

這也是爲什麼每到草原民族南下打草谷的時候只會劫掠城外的財富人口而不會對城池造成多大影響的原因。

張顯挽着袖子,額角掛着細密的汗珠,正用一根長木棍小心地攪動着缸中滾燙渾濁的漿液。

刺鼻的氣味讓他微微皺眉,眼神卻專注銳利,熟石灰是基礎粘合劑,但純石灰砂漿遇水易軟,強度不足,不耐久。

他需要的是更強、更快、更耐水的東西。

“主公,您要的‘灰石’和‘黏土’都備齊了,按您吩咐,都砸成了拳頭大小的碎塊。”

韓暨推門進來,被屋內的氣味嗆得咳嗽了一聲,看着缸中翻滾的白漿,眼中滿是疑惑:“主公這是在拌灰漿?”

他愛匠藝,所以不難看出自家主公在弄什麼。

“公至來得正好。”

張顯放下木棍,指着缸邊一堆已經沉澱、呈現出細膩膏狀的熟石灰漿、

“此物是基礎,但不夠,我要造一種更強的東西,一種……能快速凝固,堅硬如石,不怕水浸火燒的東西。”

韓暨瞪大了眼睛:“世間還有此物?”

“試過後才知。”張顯語氣篤定。

他拿起一塊石灰巖碎塊和一塊顏色較深的黏土塊:“關鍵在於火候和配比,公至,幫我找人搭個土窯,要能燒磚瓦的那種豎窯,小一點沒關係,現在也不過是實驗。”

這段時間韓暨都在忙着春耕以及開荒事宜,所以張顯也沒太多的麻煩他,而現在春播將近結束,開荒也步入正軌,他也總算是可以抽調人手做水泥的上手實驗了。

韓暨聞聲點頭應諾。

幾天後,慮虒城西一處僻靜角落,一座簡易的豎窯拔地而起。

窯口不大,但窯膛頗深,由耐火的黏土磚壘砌而成。

張顯親自指揮着幾個精心背調後挑選出來的可信賴工匠,開始了水泥製造。

他讓人將精心挑選按不同比例混合的石灰巖碎塊、黏土碎塊以及少量磨細的鐵礦渣,分成幾小堆,分別標記。

“第一窯,純灰石粉。”張顯指着標記爲“甲”的料堆。

“第二窯,灰石七成,黑泥三成。”標乙、

“第三窯,灰石六成,黑泥四成。”標丙、

“第四窯,灰石六成,黑泥三成半,再加半成這鐵匠鋪的黑渣粉。”標丁、

“第五窯,灰石五成,黑泥四成半,黑渣半成。”標戊、

工匠們面面相覷,燒石頭?還要摻泥和鐵渣?這能燒出什麼?

但沒人敢質疑,默默地將不同配比的料堆配比,分別送入窯膛,層層碼放整齊。

“起火!鼓風要猛!”張顯下令。

窯口火焰升騰,鼓風皮囊在工匠奮力踩踏下發出沉悶的“呼哧”聲,強勁的氣流將火焰壓向窯膛深處。

張顯緊盯着窯口的火焰顏色,心中默唸着溫度,橘紅800°c……亮黃1000°c……接近白熾1300°c!

這些可都是他弄炒鋼爐弄出來的溫度經驗,加之還匠藝技能經驗輔助,識溫這種技巧他早就是手拿把掐。

他需要達到並保持足以讓石灰巖分解、並與黏土中的硅鋁成分發生固相反應、生成硅酸鈣和鋁酸鈣等水泥礦物的高溫!

“保持火力!鼓風不能停!”張顯的聲音不由的帶上了上位者的威嚴,眼睛盯着窯口火焰。

汗水順着他的鬢角流下,他渾然不覺,全部心神都系在那窯熾熱的火焰上。

這是最關鍵的煅燒階段,溫度和時間決定了能否生成足夠多的活性礦物。

他命人取來幾塊預先準備好的、未經上釉的素陶坯,放在窯口不同距離處,觀察其燒結和軟化的程度,以此間接判斷窯內溫度區域,這是他能想到的最原始的溫度計。

當然這並非是給他用的,而是用來指點工匠識溫用的。

數個時辰後,窯火漸熄。

張顯下令封閉所有窯門和煙道,讓窯內緩慢冷卻。

這個“燜窯”過程同樣重要,緩慢降溫有助於形成穩定的礦物晶體結構。

又過了一天一夜,窯溫降至可觸摸。張顯親自帶着工匠,小心翼翼地打開窯門。一股熱浪夾雜着粉塵撲面而來。窯膛內,不同區域的料塊呈現出不同的狀態。

標記“甲”的純石灰石標註,大部分已分解成質地疏鬆的生石灰粉,輕輕一碰就碎。

之所以燒純石灰主要也是爲了分辨這片區域的石灰石中有多少雜質,這次燒了以後他便確定了這片地區的石灰石純度。

“乙”,“丙”兩個標註,石灰石與黏土的混合物燒結成了顏色深淺不一的硬塊,但結構不均,有的地方硬如石頭,有的地方卻酥脆易碎。

“丁”,“戊”兩個標註,尤其是加入了鐵礦渣的“戊”,燒結成的塊體顏色更深接近灰綠色,質地看起來更爲均勻緻密,敲擊時發出類似陶瓷的清脆聲響!

張顯眼中閃過一絲喜色。

他親自用錘子小心地敲下幾塊“戊”區的燒結物,放入石臼中,加入少量水,奮力搗磨。

堅硬的燒結塊在他的重擊下逐漸碎裂,最終被研磨成細膩的灰綠色粉末。

“取水來!還有乾淨的河沙!”他的聲音帶着一絲興奮。

工匠們立刻端來清水和一盆篩洗過的細沙。

他取過一塊平整的石板,將研磨好的灰綠色粉末與沙子按大約三份粉一份沙的比例混合,然後緩緩加入清水,用木片快速攪拌。

灰綠色的粉末與水相遇,迅速發生反應!混合物以肉眼可見的速度變稠、凝結,散發出微微的熱量。

他立刻將黏稠的漿體刮到石板上,抹平。

“快!把另外幾種配方的粉也磨細,同樣配沙、加水,抹在旁邊做對比!”他吩咐道。

工匠們也立刻行動了起來。

很快,石板上並排出現了幾塊灰漿試塊,純石灰砂漿(標記甲)、

不同比例石灰黏土燒結粉砂漿(乙、丙、丁)、

以及張顯親自操持的灰綠粉砂漿(戊)。

時間一點點過去。

純石灰砂漿(甲)表面慢慢泛白、乾燥,但用手指一按,還能留下明顯凹痕。

乙、丙、丁號砂漿硬化稍快,強度有所提升,但差別不大。

唯有戊號灰綠砂漿,顏色最深,凝結硬化速度明顯快於其他!不到一個時辰,表面已變得相當堅硬,手指用力按壓也難以留下痕跡!

張顯強壓住心頭的激動,又等了一日。

次日清晨,他再次來到石板前。

戊號試塊表面已完全乾燥,呈現出一種深沉均勻的青灰色,質地堅硬,敲擊聲清脆。他用小錘輕輕敲擊邊緣,試塊應聲而斷,但斷面緻密,顆粒結合緊密,遠非其他幾種疏鬆易碎的砂漿可比、

“取水來,浸泡!”他下令。

幾塊試塊被分別放入盛滿水的陶盆中。

純石灰砂漿(甲)入水不久,邊緣便開始軟化、崩解。

乙、丙、丁號砂漿浸泡半日後,也出現了明顯的軟化跡象。

唯有戊號灰綠砂漿試塊,在水中浸泡了一整天,取出後擦乾表面,依舊堅硬如初!用小刀刮擦,只留下淺淺的白痕!

“成了!”張顯看着手中這塊在東漢末年誕生的、最原始的水泥砂漿試塊,長長地舒了一口氣,胸中翻湧着巨大的成就感。

雖然受限於原料純度和煅燒工藝,其強度、凝結速度遠不能與現代水泥相比,但它確確實實具備了水硬性膠凝材料的關鍵特性能在水中硬化並保持強度!這超越了此時普遍使用的大多數黏合硬化劑!

當然,跟一些朝堂保有的特殊配方還是比不了的,但那種黏合硬化配方也同樣不具備水泥所擁有的經濟普適性。

“此物……此物神異!”一直旁觀的韓暨目睹了全過程,尤其是那入水不化的神奇一幕,驚得目瞪口呆,他小心翼翼地拿起一塊戊號試塊。

感受着那沉甸甸、硬邦邦的觸感,聲音都有些興奮,像是學會了一種新的技藝。

“主公,這……這灰粉,便是您說的‘水泥’?”

“是雛形,離真正合用尚需完善。”張顯保持着冷靜。

“煅燒溫度、原料配比、尤其是鐵礦渣的比例和細度,還需反覆試驗優化,研磨也需更細,最好能找到水碓或石碾。”

他指着戊號料區:“此配比方向是對的,灰石約五成,黏土約四成半,鐵礦渣半成,礦渣或者鐵粉的作用甚大,既能助熔降低煅燒難度,又能改善成色和強度。”

“暨明白了!立刻安排人手,專設一窯,按主公此方,大量燒製這‘戊’料!再尋研磨之法!”

韓暨眼中精光四射,他雖不完全懂其中原理,但這“入水不化,堅如磐石”的特性,讓他瞬間想到了無數應用場景,河堤、城牆、營壘、房基……

“不急。”張顯擺擺手,“水泥是長遠之計,耗資耗時,眼下另有一物,取材更易,見效更快,亦可大大增強土石之工。”

“是何物?”韓暨忙問。

“三合土!”張顯微笑道。

此物在中國古代應用歷史悠久,技術成熟,他要做的是在傳統配方上加入一點現代理解的優化。

“取上等熟石灰漿、篩淨的細河沙、還有篩過的黏性黃土,當然普通泥土也可,但要注意無雜質,比例大約是.石灰三份,沙一份,土六份。”

“石灰、沙、土?”韓暨有些疑惑,這三樣東西混合,能比純石灰加沙更好?

“關鍵在於‘夯’和‘養’!”張顯解釋道。

“三者混合均勻,加水至能捏成團,落地即散的程度,此爲最佳溼度。

然後分層填入模具,用重石夯或鐵夯,務必層層夯實!每層不過三寸,夯至表面泛漿、堅硬密實爲止。

夯成之後,還需覆蓋溼草蓆或溼土,保持溼潤,慢慢‘養生’,時日越久,越加堅硬!”

爲了驗證效果,張顯當場指揮工匠,用純石灰砂漿、做了份石灰+沙+少量土的傳統三合土、

然後又做了份他提出的優化三合土配方,分別製作了三塊一尺見方的土坯試塊,同樣標記,同樣夯實,同樣置於陰涼處覆蓋溼草養生。

十日後。

張顯、韓暨以及幾個核心工匠圍在放置試塊的角落。張顯拿起一柄小鐵錘。

“鐺!”第一錘敲在傳統石灰沙土試塊上,試塊裂開,但裂縫較深,碎塊較大。

“鐺!”第二錘敲在優化三合土試塊上,發出沉悶的響聲!試塊表面只出現一個淺坑和放射狀裂紋,整體結構依然保持完整!張顯又連續敲擊數下,纔將其徹底砸開,斷面緻密如粗砂巖,顆粒結合緊密!

“嘶……”工匠們倒吸一口涼氣,眼中滿是不可思議。

同樣的土、沙、石灰,只是比例和工藝不同,強度竟有如此天壤之別!

“此乃‘新三合土’!”張顯微笑道。

他做了大量的理論計算後才得出的新配方,這次初實驗效果果然跟他理論計算後的效果大差不差。

感謝數理化,果然是走遍天下都不怕。

他揮手:“此物取材便利,工藝簡單,唯‘夯’與‘養’二字訣竅!可稱‘新三合土’!雖不及水泥堅固神速,但用於營寨地基、城牆修補、普通房舍、乃至道路鋪設,足堪大用,且成本低廉!”

韓暨不住的點頭,他拿起一塊三合土碎塊,感受着那沉甸甸的質感,又看了看旁邊那灰綠色的水泥試塊,彷彿看到了慮虒乃至整個幷州防禦工事和基礎建設的全新圖景!

自家主公之才果真經天緯地!

“公至。”張顯的聲音將他拉回現實。

“水泥之法,乃慮虒祕技關乎根本,選可靠匠戶,以這幾位爲骨幹專設一坊,置於甲虒營匠造區內嚴加看管,配方工藝不得外泄!

至於三合土之法.先募農閒之民教授,修繕道路,房屋,普惠民生、”

“對了,若是無勞役在身的,記得開工錢。”

“唯!暨明白輕重!”

韓暨肅然應命,心中已開始盤算人選和地點。

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