如果说钢铁是现代工业文明的骨架,那么水泥就是现代工业文明的血肉。
现代工业需要与之匹配的现代建筑,而现代建筑的产生和发展必然需要与之匹配的材料——钢铁和水泥。
第一次工业革命后产业发展的事实也确实如此:现代钢铁工业生产技术和现代水泥工业生产技术都在第一次工业革命时期诞生并逐步成熟起来,而钢铁和水泥生产技术的发展也推动了第一次工业革命的发展。
钢铁是制造机器的主要材料,钢铁和水泥则是基础设施和厂房建筑的主要材料。
现代水泥工业的诞生不是一蹴而就,自农业文明时代以来人类就一直在探索和发明更好的建筑胶凝材料,西方的罗马砂浆和中国的三合土都是早期人类探索的重要成果。
但是这些材料的性能还不够好,无法满足工业文明时期的建筑需求。
现代水泥的诞生源于对灯塔建筑材料的需求,为了抵御海水对灯塔的冲刷和侵蚀,以英国为代表的航海强国需要比罗马砂浆更好的建筑材料,这推动了现代水泥的诞生。

18世纪的欧洲发生了人类历史上第一次工业革命,推动了西方各国社会经济的迅猛向前,建筑胶凝材料的发展步伐也随之加快。
西方国家在“罗马砂浆”的基础上,1756年发现水硬性石灰,1796年发明“罗马水泥”以及类似的天然水泥,1822年出现“英国水泥”,1824年英国政府发布第一个“波特兰水泥”专利。
当代建筑最广泛使用的“波特兰水泥”(硅酸盐水泥)就这样在西方徐徐诞生,同时踏上了不断改进的征途。
1824年,英国利兹的泥水匠阿斯普丁在前人的基础上发明了波特兰水泥并获得专利,波特兰水泥制造方法是:把石灰石捣成细粉,配合一定量黏土,掺水后以人工或机械搅和均匀成泥浆。泥浆干燥后装入石灰窑煅烧,最后将煅烧后的烧块磨细变制成水泥。

水泥的生产过程被形象地概括为“二磨一烧”:即按一定比例混合的原料经粉磨制成生料—再在窑内烧成熟料—最后通过粉磨制成水泥。
在水泥的生产过程中,窑是核心设备,所以人们通常以窑为标志在区别水泥的技术发展。
回顾过去的近二百年,水泥生产先后经历了仓窑、立窑、干法回转窑、湿法回转窑和新型干法回转窑等发展阶段,最终形成现代的预分解窑新型干法。
瓶窑和仓窑

1824年阿斯普丁获得波特兰水泥生产专利时所用的煅烧设备叫瓶窑(Bottle Kiln),其形状像瓶子,因此而得名。
瓶窑的外形与我国烧成砖瓦的窑类似,在当时是用于煅烧石灰的设备,阿斯普丁将它用来煅烧波特兰水泥。
煅烧的方法与烧石灰类似:将原料制成砖状的料块,自上端装入瓶窑,一层料砖、一层煤炭,逐层堆砌,直到装满为止。然后点燃煤炭,待煤炭烧尽和料块冷却后出窑。
用瓶窑生产水泥缺点较多,除了能源使用效率不高之外,最大的问题是物料煅烧不均匀,出窑的料块有三种:欠烧料、正烧料和过烧料。只有正烧料能用于制造水泥,欠烧料和过烧料一概废弃。

1872年强生在瓶窑的基础上,发明专门用于烧制水泥的仓窑。仓窑是由一个个竖着的瓶窑和一个横向的长仓组成,长仓用作料块的烘干和预烧,瓶窑则用作烧成。
生料块先被装入长仓,在这里进行烘干和预烧,然后将预烧过的料块按一层煤炭、一层料块依次装入瓶窑。
仓窑是在瓶窑被沿用了48年后出现的专门用于烧制水泥熟料的烧成设备,是水泥技术史上第一代水泥窑型。
仓窑在19世纪后期曾一度风靡欧洲,造就了一个水泥工业的仓窑时代。
仓窑在燃料的利用效率上略高于瓶窑,在烧成效率上与瓶窑相同,因此水泥的生产成本仍然较高。