Аспдин, Джозеф

Джозеф Аспдин (англ. Joseph Aspdin; 25 декабря 1778 — 20 марта 1855) — английский каменщик и предприниматель, получивший патент на портландцемент 21 октября 1824 года.

Биография

Джозеф Аспдин был старшим из шести детей Томаса Аспдина, каменщика, проживавшего в районе Ханслет в Лидсе (Йоркшир). Он был крещён на Рождество 1778 года. Освоил профессию отца и 21 мая 1811 года женился на Мэри Фотерби в приходской церкви Святого Петра в Лидсе.

К 1817 году он основал собственное дело в центре Лидса. Вероятно, в этот период он проводил эксперименты с производством цемента, поскольку 21 октября 1824 года ему был выдан британский патент BP 5022 под названием «An Improvement in the Mode of Producing an Artificial Stone» («Усовершенствование способа производства искусственного камня»), в котором он ввёл термин «портландцемент» по аналогии с портлендским камнем — оолитовым известняком, добываемым на острове Портленд в графстве Дорсет. Фактически цемент Аспдина представлял собой быстросхватывающийся материал на основе природного сырья (не обогащённого и не подготовленного по составу). Не имея профильного химического образования, Аспдин описал процесс производства цемента в патенте довольно расплывчато, что вызывает сомнения в том, что он в полной мере понимал химическую суть своего открытия. Позднее Джозеф Аспдин заявлял, что открыл принцип портландцемента ещё в 1811 году, чтобы получить приоритет по сравнению с работами Луи Вика, опубликованными в 1818 году. Современный портландцемент (медленно схватывающийся искусственный цемент с высокотемпературным спеканием при 1450 °C) был изобретён позже, около 1850 года, в результате работы с клинкером, открытым в 1840 году Луи Вика.

В 1825 году в партнёрстве с жителем Лидса Уильямом Беверли он основал завод по производству этого продукта в Киркгейте (Уэйкфилд). Беверли остался в Лидсе, но Аспдин с семьёй переехал в Уэйкфилд. В том же 1825 году он получил второй патент на метод изготовления извести. Завод в Киркгейте был закрыт в 1838 году после принудительного выкупа земли компанией Manchester and Leeds Railway Company, и участок был расчищен. Аспдин перевёз своё оборудование на вторую площадку неподалёку в Киркгейте.

В это время его старший сын Джеймс работал бухгалтером в Лидсе, а младший сын Уильям управлял заводом. Однако в 1841 году Джозеф вступил в партнёрство с Джеймсом и опубликовал официальное уведомление о том, что Уильям более не работает в компании и что фирма не несёт ответственности за его долги, заявив: «Я считаю правильным уведомить о том, что мой бывший агент, Уильям Аспдин, в настоящее время не работает у меня и что он не уполномочен получать какие-либо деньги и не брать никаких долгов от моего имени или от имени новой фирмы».

В 1843 году Уильям основал собственный завод в Ротерхайт, близ Лондона. Там он представил новый и значительно более прочный цемент, используя модифицированный рецепт, что позволило получить первый «современный» портландцемент. В 1844 году Джозеф вышел из бизнеса, передав свою долю Джеймсу. В 1848 году Джеймс перенёс производство на третью площадку на Ингс-роуд, и этот завод продолжал работать до 1900 года. Джозеф Аспдин умер 20 марта 1855 года у себя дома в Уэйкфилде.

Патент

Мой метод изготовления цемента или искусственного камня для оштукатуривания зданий, гидротехнических сооружений, цистерн или для любых других целей, для которых он может быть применим (и который я называю портландцементом), заключается в следующем: я беру определенное количество известняка, такого, которое обычно используется для строительства или ремонта дорог, и я беру его с дорог после того, как он превращается в лужу или порошок; но если я не могу добыть достаточное количество вышеуказанного на дорогах, то я получаю сам известняк и заставляю прокалить лужу, или порошок, или известняк, в зависимости от обстоятельств. Затем я беру определенное количество глинистой земли или глины и смешиваю их с водой до состояния, близкого к неосязаемому, либо ручным трудом, либо машинами. После этого я помещаю вышеуказанную смесь в поддон для испарения, либо под действием солнца, либо подвергая ее действию огня или пара, проходящего через дымоходы или трубы под кастрюлей или рядом с ней, до тех пор, пока вода полностью не испарится. Затем я разбиваю указанную смесь на подходящие куски и прокаливаю их в печи, похожей на печь для обжига извести, до тех пор, пока угольная кислота полностью не будет удалена. Прокаленная таким образом смесь должна быть измельчена, взбита или раскатана в мелкий порошок, а затем приведена в состояние, пригодное для изготовления цемента или искусственного камня. Этот порошок должен быть смешан с достаточным количеством воды, чтобы довести его до консистенции раствора, и таким образом применен для желаемых целей.

Последствия патента

Джозеф Аспдин назвал свой продукт «портландцементом», поскольку затвердевший раствор на его основе напоминал «лучший портлендский камень» — самый престижный строительный камень, использовавшийся в Англии в то время. Патент явно не описывает продукт, который сегодня признаётся истинным портландцементом. Продукт был ориентирован на рынок штукатурки и архитектурных сборных профилей, для которых требовался быстросхватывающийся цемент низкой прочности. Он обжигался при низкой температуре (ниже 1250 °C) и поэтому не содержал алита (3CaO·SiO₂).

Продукт относится к категории «искусственных цементов», которые были разработаны для конкуренции с римским цементом Джеймса Паркера, и был аналогичен тому, что был разработан гораздо раньше Джеймсом Фростом. Описанный процесс представляет собой метод «двойного обжига», при котором известняк сначала обжигается сам по себе, затем гасится, смешивается с глиной и снова обжигается. Это была обычная практика для производителей как искусственных, так и портландцементов, когда были доступны только твёрдые известняки. Технология помола того времени состояла только из плоских жерновов, и экономически выгоднее было измельчать известняк путём обжига и гашения, чем механического дробления.

Известняк, который он использовал, относился к каменноугольному периоду Пеннинских гор и применялся для мощения городов и шоссейных дорог. Характерной чертой его патента (и патента на известь) является использование в качестве сырья продукта «подметания дорог». Он указывает, что если подметания недоступны, он добывает «сам известняк». Показательно, что Джозеф Аспдин дважды привлекался к уголовной ответственности за выкапывание целых блоков брусчатки на местных дорогах. Поставки известняка явно были главной проблемой для Аспдина в те дни, когда камень ещё не мог доставляться по железной дороге.

Новшеством его сына Уильяма было создание смеси с более высоким содержанием известняка, её обжиг при более высокой температуре, использование большего количества топлива, а также измельчение ранее отброшенного твёрдого клинкерного материала, что увеличивало износ оборудования в процессе помола. Тем не менее, Уильям не подавал заявку на патент на свой модифицированный процесс, а иногда претендовал на патент своего отца. В 1848 году Уильям переехал на юг в Нортфлит (графство Кент), где имелись неисчерпаемые запасы мягкого мела. История «финансовых ошибок» и сомнительных деловых договорённостей позволяет предположить, что Уильям мог быть неумелым и нечестным бизнесменом. Тем не менее, именно ему приписывают запуск «современной» индустрии портландцемента.