Аспдин, Джозеф

Джозеф Аспдин (25 декабря 1778 — 20 марта 1855) — английский каменщик, бизнесмен, изобретатель, получивший патент на портландцемент 21 октября 1824 года.

Биография

Джозеф Аспдин был старшим из шести детей Томаса Аспдина, каменщика, жившего в районе Ханслет в Лидсе, Йоркшир. Он был крещен на Рождество 1778 года. Вступил в ремесло своего отца и женился на Мэри Фотерби в приходской церкви Лидса (приходская церковь Святого Петра в Лидсе) 21 мая 1811 года .

К 1817 году он основал собственное дело в центре Лидса. В течение следующих нескольких лет он, должно быть, экспериментировал с производством цемента, потому что 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 ввел термин «портландцемент» по аналогии с портландским камнем, оолитовым известняком, добываемым на побережье Ла-Манша в Англии на острове Портленд в графстве Дорсет. Фактически цемент Аспдина представлял собой быстросхватывающийся цемент на основе природного материала (не обогащенного и не подготовленного по составу). Аспдин не имел опыта в химии, условия патента, описывающие процесс производства цемента, довольно расплывчаты, что заставляет сомневаться в том, что Аспдин хорошо понимал то, что он открыл. Позже Джозеф Аспдин скажет, что он открыл принцип портландцемента в 1811 году, чтобы придать ему преимущество по сравнению с работой Луи Вика , опубликованной в 1818 году. Портландцемент, как мы его понимаем сегодня, медленно схватывающийся искусственный цемент с высокотемпературным спеканием (1450 °C) был изобретен позже, около 1850 года, в результате работы с клинкером, открытого в 1840 году Луи Вика.

Почти сразу после этого, в 1825 году, в партнерстве с соседом по Лидсу, Уильямом Беверли, он основал завод по производству этого продукта в Киркгейте, Уэйкфилд. Беверли остался в Лидсе, но Аспдин и его семья переехали в Уэйкфилд (примерно в девяти милях отсюда). В 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. Он перевез свое оборудование на вторую площадку неподалеку в Киркгейте .

В это время его старший сын Джеймс работал бухгалтером в Лидсе, а младший сын Уильям управлял заводом. Тем не менее, в 1841 году Джозеф вступил в партнерство с Джеймсом и вывесил объявление о том, что Уильям ушел и что компания не будет нести ответственность за его долги, заявив: «Я считаю правильным уведомить о том, что мой покойный 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 свой собственный завод в Ротерхите, недалеко от Лондона . Там он представил новый и значительно более прочный цемент, используя модифицированный рецепт для производства цемента, первый «современный» портландцемент . В 1844 году Джозеф ушел в отставку, передав свою долю в бизнесе Джеймсу. В 1848 году Джеймс переехал на третье место 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 называл продукт портландцементом, потому что затвердевший раствор на его основе напоминал «лучший портландский камень». Портлендский камень был самым престижным строительным камнем, использовавшимся в Англии в то время. В патенте явно не описывается продукт, признанный сегодня портландцементом. Продукт был нацелен на рынок штукатурки и архитектурных сборных профилей, для которых требовался быстросхватывающийся цемент низкой прочности. Он был обожжён при низкой температуре (ниже 1250 °C) и поэтому не содержал алита (C3S: 3CaO·SiO₂).

Продукт относится к категории «искусственных цементов», которые были разработаны, чтобы конкурировать с римским цементом Джеймса Паркера, и был похож на тот, что был разработан гораздо раньше Джеймсом Фростом. Описанный процесс представляет собой процесс «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 твердые известняки. Технология помола того времени состояла только из плоских жерновов, и экономически выгоднее было измельчать известняк путем обжига и гашения, чем измельчения.

Известняк, который он использовал, был известняком Пеннинского каменноугольного периода этого района, который использовался для мощения в городах и на шоссейных дорогах. Характерной практикой патента (и его патента на известь) является использование в качестве сырья продукта «подметания дорог». Он говорит, что если подметания недоступны, он получает «сам известняк». Показательно, что Джозеф Аспдин дважды привлекался к уголовной ответственности за выкапывание целых блоков брусчатки на местных дорогах. Поставки известняка явно были главной головной болью для Аспдина в те дни, когда камень еще не мог доставляться по железной дороге.

Новшеством его сына Уильяма было создание смеси с более высоким содержанием известняка, ее сжигание при более высокой температуре, использование большего количества топлива, а также измельчение ранее отброшенного твердого клинкерного материала, что увеличивало износ в процессе измельчения. 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, в графство Кент, где имелись неисчерпаемые запасы мягкого мела. История «финансовых ошибок» и сомнительных деловых договоренностей позволяет предположить, что Уильям мог быть неумелым и нечестным. Тем не менее, ему приписывают запуск «современной» портландцементной промышленности.