备课资料1.水泥和混凝土发现小史18世纪中叶，英国工业迅速崛起，建筑师斯密顿奉命在英吉利海峡上建造一座灯塔。面对波涛汹涌的大海，斯密顿难住了。由于当时没有水泥，在水下用石灰砂浆砌砖，灰浆一见水就失去粘结力。于是他动手实验寻找代替石灰的新材料。当时粘土烧陶已是成熟的技术，一次斯密顿用石灰石、粘土、砂子和铁渣等经过煅烧，粉碎后用水调和，注入水中，发现这种混合料不但没有被水冲稀，反而越来越牢。这样，他终于筑成了海上的第一座灯塔。在斯密顿成功的启发下，另一英国建筑师亚斯普丁作了配方上的改进，制成了在地面上干而不裂，在水中越来越硬的水泥，并于1824年取得专利。今天，水泥已有许多品种，但基本原料和配方仍沿用至今。19世纪中叶，法国建筑师克瓦涅接受了造拦河大坝的任务。这种跨度大，能经受巨大水压的大坝，光用水泥、黄沙还不能胜任。克瓦涅专心致志思考这一难题。一天用餐时，他一边吃着鱼一边思考拦河大坝的事情。面对剔除鱼肉的鱼骨，他突然产生了一个奇妙的想法，能不能仿照动物骨架，给水泥装配一副骨骼——钢筋呢？于是他立即动手，先预制了模型，里面用钢筋扎好，将水泥、沙、石用水拌和，灌入模型。成功了，这种新的产品耐高压、耐拉伸的性能极其优良，克瓦涅风趣地称它为“混凝土”。混凝土的出现，是建筑史上的一次革命，它使现代城市摆脱了砖木石的结构模式。2.粘土、青砖和红砖粘土是某些铝硅酸矿物长时间风化的产物，具有极强的粘性而得名。将粘土用水调和后制成砖坯，放在砖窑中煅烧（约1000℃）便制成砖。我国秦汉时代，制砖（包括制陶）工艺已有相当高的水平。所谓“秦砖汉瓦”是中华民族的骄傲，成为各博物馆收藏的珍品。砖的作用虽有几千年的历史，但由于取材容易、制造方便、工艺简单和价格便宜，现今仍作为各类建筑的墙体材料。现在使用较多的是红砖，呈橙黄色或红褐色，还有一种呈青灰色的青砖，这是因为烧制工艺的差别，使其中的铁元素呈不同价态的缘故。粘土中含杂质铁（以氧化物或离子形态存在），如果砖窑后期不密封，空气流通，燃烧充分，砖坯在氧化气氛中烧制，粘土中的铁充分氧化成红色的氧化铁（Fe2O3），产品便是红砖。如砖窑密封，同时在烧制后期，从窑顶注入水，水蒸气跟灼热的煤（或炭）生成水煤气（H2和CO）造成室内的还原气氛，砖坯中的铁转变成氧化亚铁，此时砖呈青灰色，即为青砖。青砖质地较致密，硬度和强度均优于红砖，但对工艺要求高于红砖，制造成本较高。3.五彩缤纷的玻璃世界我们的祖先在3000多年前就已经能够制造玻璃了，在距今3000多年的西周就已将白色穿孔的玻璃珠作为装饰品了。在古埃及的遗迹古墓中挖掘出距今5500年的玻璃珠。玻璃最早是由砂子和天然碱制成的。是由人工制造成的复杂的硅酸盐混合物，一般的玻璃可用Na2O·CaO·6SiO2表示。玻璃不是晶体，也不是液体，而是一种过冷的液体，或者是一种未结晶的粘滞液体，称作玻璃态物质。玻璃没有确定的熔点，在一定的温度范围内逐渐软化，在软化时，可以将玻璃加工成各种形状。制造玻璃的原料有石英（或长石）、石灰石、纯碱。炼制过程中还要加辅料，如为了消除玻璃中的气泡，要加入“澄清剂”，常用的澄清剂有砒霜、芒硝。这些物质受热分解产生很多气体，这些气体形成大气泡可以将玻璃中的小气泡带走。制造特种玻璃还要添加不同的原料。玻璃具有许多特殊的性质。玻璃的化学性质稳定，除氢氟酸和热的磷酸外，玻璃几乎耐任何酸、碱的腐蚀。在食品工业和医药工业多采用它做包装。普通的玻璃受急热或急冷会炸裂，这是个缺点，但是我们也可利用这个性质来切割玻璃。生产中，玻璃管子从炉池中用拉管机不断地拉出来，在末端切割成一段一段的，只需用蘸水的金属去划一下刚拉出来的热的玻璃管子，就会受急冷而裂断。石英玻璃的膨胀系数小，所以急热和急冷不会炸裂。玻璃的硬度仅次于金刚石、碳化硅等磨料，比一般的金属硬。玻璃硬度虽然很大，但是很脆，不耐冲击，所以在出土文物中玻璃制品较少。玻璃的透光性能好。光在玻璃中会发生折射。因此制造光学仪器和设备的玻璃不是一般的普通玻璃，而要用特殊制造的光学玻璃。制造光学玻璃时，原料中不能含有铁...
