波特蘭水泥（Portland Cement）#

物品名稱#

波特蘭水泥（Portland cement），是現代混凝土的黏結劑：石灰石與黏土燒結成熟料後磨細而成，遇水水化硬化，是當代用量最大的人造材料（全球年產逾 40 億噸）。

發明者#

英國磚匠約瑟夫·阿斯普丁（Joseph Aspdin），1824 年取得專利，因硬化後色澤似英國波特蘭島的石灰岩而命名。

發明年份#

1824 年（專利）；1845 年左右其子威廉改良燒結至高溫熟料，接近現代配方。

特性#

• 成分：矽酸鈣（C₃S、C₂S）為主的熟料，摻石膏磨細。
• 水化硬化：與水反應生成水化矽酸鈣膠體與氫氧化鈣，數小時初凝、數週達高強度。
• 與混凝土：水泥＋砂＋石子＋水拌成混凝土；與鋼筋結合成鋼筋混凝土，抗壓抗拉兼備。
• 缺點：碳排高（占全球 CO₂ 排放約 8%），耐拉強度低需配筋。

用途#

• 建築與基礎建設：房屋、橋梁、道路、大壩、隧道。
• 工程結構：鋼筋混凝土、預力混凝土、預鑄構件。
• 都市化基石：高樓、機場、地鐵皆以水泥為骨幹。

歷史#

• 羅馬時代：以火山灰＋石灰製成羅馬混凝土（萬神殿穹頂至今屹立）。
• 1756 年：史密頓為燈塔研究水硬性石灰。
• 1824 年：阿斯普丁取得波特蘭水泥專利。
• 1849 年：莫尼耶發明鋼筋混凝土；1872 年首棟鋼筋混凝土建築。
• 19 世紀末–20 世紀：迴轉窩與標準化使水泥廉價量產。
• 1928 年起：弗列西涅發明預力混凝土，橋梁與高樓跨距大增。
• 今日：低碳水泥（摻和料、碳捕捉）成為減碳關鍵戰場。

影響#

波特蘭水泥加上鋼筋，構成了現代城市的物質基礎，是繼磚石之後人類最重要的建築材料革命；其碳足跡也使其成為 21 世紀減碳的核心產業。

相關條目#

• 混凝土、鋼筋、羅馬混凝土