2000多年来，我国历代修筑的长城，总长度在十万里以上。明代重新修建的长城，西起甘肃嘉峪关，经宁夏、陕西、山西、内蒙古，到河北、辽宁交界处的山海关，总长6350多千米c长城是人类建筑史上一个罕见的工程。起先，墙身都用土或黏土、石灰夹杂小石子夯筑，有的也用土坯砌筑。到明代，城墙都用砖砌筑，内部夯土。
秦长城是一段段建筑的，用一份调水极少的石灰，混合两份砂、石子，倒进两层木板中间，接着用木槌将混合物夯得结结实实，然后在上面浇上水。混合物吸水就凝结了。
这种混合物是一种石灰混凝土，它的原理和近代水泥混凝土的原理是完全一致的。那时候，人们是怎样制出石灰的呢？把煤炭混合泥土做成煤饼，然后一层煤饼一层石灰石堆垒起来，再在底下用柴炭煅烧，靠煤饼的火力把石头烧成石灰。这种方法烧石灰，热量散失多，燃料很浪费，部分石头烧不透，石灰质量不好。
石灰石的主要成分是碳酸钙，它常常聚集成一大片地层，构成整个山岭。
后来，人们把石灰石和焦炭放在石灰窑中煅烧，生产出来的石灰，质量会更好一些。石灰石的主要成分是碳酸钙，受热分解后生成生石灰（氧化钙）和二氧化碳气体。
石灰有生的，也有熟的。人们以为，把生的变成熟的，总得烧一下。可是，石灰却不是这样，刚从窑里出来的石灰是生的；把它放进水池里，就发生了剧烈的化学反应，释放出大量的能，生石灰就变成了熟石灰（氢氧化钙）。
熟石灰如果加水很多，就变成石灰浆了。在石灰浆中拌进适量的黄沙或者纸筋，就可以用来砌墙、粉刷墙壁。
火山灰与罗马古達筑
公元79年8月24日下午，意大利的维苏威火山爆发，升起了巨大的烟雾和火柱，熔岩流从喷火口沿着山坡往下冲。水蒸气在高空遇冷凝结，夹着巨量的火山灰倾盆而下，顷刻间覆盖了一切：葡萄园被吞噬了，庞贝城、赫库兰尼姆城和史达比镇，都被掩埋得无影无踪。
火山的爆发给人类带来了巨大的灾难，这是一方面；另一方面，火山灰对人类也有不少有利的地方。火山灰是一种硅酸盐矿物，含有很多矿物质，有利于植物的生长。在那里，庄稼不用施肥也能获得丰收。
这些灰色的、灰红色的、紫色的火山灰，还有意想不到的用处。古罗马人利用它做新的胶合材料，从而使古罗马的建筑在历史上大放异彩。
石膏和石灰是气硬性材料，不能在水里结硬，而且胶结能力也较差。它们遇到水就瓦解了，不能用来建造跨度较大的建筑。
古罗马人发现，把火山灰和石灰、黏土拌和在一起，浇上水，是一种胶粘力很强的材料，在水里也能结硬起来。
火山灰是地下熔岩的细粉，它本身没有硬结性。当它同石灰浆等混合在一起时，遇水便发生化学反应，变成在水里也不溶解的“石头”。古罗马人用火山灰做成的胶结材料，建造了雄伟的可里西剧场、万神庙以及巨大的供水工程。
世界上并不是到处都有火山灰的。那么，能不能找到它的代用品呢？火山灰既然是高温熔岩的细粉，那么黏土在高温煅烧后，或者把陶器、砖瓦的屑片磨成细粉，就跟火山灰差不多。把它们用石灰浆拌和起来，同样能起水硬性的作用。这种东西实际上就是人造的火山灰。
漫话水泥
人们发明和使用了水泥，却不清楚它是由什么物质所组成。水泥是用石灰石、黏土烧成的。石灰石可以烧成石灰，黏土可以烧成陶器和砖瓦。可是，把它们放在一起烧，烧出来的东西却有完全不同的性质。
人们开始研究水泥的结构。科学家依靠X射线的帮助，才了解了水泥的“内幕”。水泥是几种结晶的化合物和一些不结晶的玻璃状物质的混合物，含有三钙硅酸盐、二钙硅酸盐、三钙铝酸盐、四钙铝铁酸盐、氧化镁、石膏等。适当控制水泥配料的成分，就能使水泥具备各种不同的性能。
在水泥的成分中，三钙硅酸盐占了一半左右，是水泥中强度最高、结硬最快的。二钙硅酸盐结硬比较慢，发出热量较少较慢，到后期，水泥的结硬才比较显著，这对大体积的混凝土建筑物很适合。三钙铝酸盐结硬特别快，发出热量多而快。用它做混凝土，遇到海水容易膨胀和松裂。四钙铝铁酸盐的早期强度比较差，而发热量比较少，遇到海水也不膨胀。氧化镁像石灰一样，遇到水就会膨胀，结硬以后往往产生裂缝，但只要适当限制它的成分比例，不会影响水泥的质量。石膏能延缓水泥的凝结时间。
当人们把水泥同水混合时，在水泥颗粒间进行了一场化学反应。水泥成分里的三钙硅酸盐、二钙硅酸盐、三钙铝酸盐等同水生成了含水二钙硅酸盐、含水三钙铝酸盐和氢氧化钙。胶体状的二钙硅酸盐在水泥颗粒的外围结成了胶体层，使水泥颗粒不能立即全部跟水化合。这时候，氢氧化钙和含水三钙铝酸盐变成了水泥浆，它不断透过水泥颗粒外面的胶体层，跟里面的水泥再发生化学作用。这样，水分一层一层地不断渗进水泥的颗粒中，连续地发生化学反应。水泥浆的水分越来越少，逐渐变成结晶状后，体积变大，颗粒态，微小晶体透进水泥颗粒所形成的胶体里去，间空隙变小，最后相互结合起来。
煤炭的足迹
用煤炭作燃料，在我国有着悠久的历史。《汉书》上就有燃煤为薪的记载。
我国在汉代就巳经用煤来冶铁了。在发掘山东省平陵的汉代冶铁遗址时，发现了煤炭。在发掘河南省巩县铁生沟西汉末年的冶铁遗址时，也发现了未烧完的煤炭和用煤粉、黏土等所制的煤饼。
煤比木炭的火力强而持久，可以得到更高的温度，炼出更好的铁来。我国的冶铁技术还从中原传到西部边疆。
到了唐代，东北地区巳有煤窑经营。人们曾在抚顺煤矿旧煤坑中发现有圆形斜坑，圆形盛油照明的古器等。
宋代，陕西、山西、河南、河北、山东等地，煤的开采和使用更广泛了，煤是冶铁原料，又是家用燃料。
中国人用煤炭来冶铁，炼铜，烧制瓷器，或者用来治疮疾的时候，欧洲人还在用木柴做燃料。
13世纪时，意大利人马可？波罗从地中海经过小亚细亚、波斯，最后来到了中国，在中国住了17年，还做了元朝的官。他把沿途看到的东方各国新奇的事情记在簿子上，回国以后写了一本游记。
这本书记载了许许多多东方国家有趣的事情：繁华和富丽的中国城市，元朝通用的纸币，黑石头的故事……游记里这样写着：“中国的燃料不是木头，也不是干草，却是一种黑石头……在中国，到处都有黑色的石头。它们是从山上开采出来的，像矿石一样，并且可以燃烧。它们燃起来像木柴一样，火力比木柴还要猛烈，能够连续烧一整夜，一直到第二天早晨。因此，居民就把黑石头当木柴烧。它的价格比木柴便宜，而且又把树木保存下来……”
漫话泥炭
许多事实都证明，煤是由植物变成的。那么，绿色植物是如何变成煤的呢？
从植物变成煤，要经过两个阶段：先由植物变成泥炭，再由泥炭变成煤。
湖滩上长着芦苇、蒲草、莎草和泥炭苔。经过一个时期的沉积，湖泊慢慢地变成了沼泽。在森林和草原地带，如果土壤里含有大量的水分，也会形成沼泽。
沼泽地几乎完全被泥炭苔覆盖着，它长得很繁茂，像绿色的地毯，一年年地逐渐变厚。沼泽植物死去后，沉积到了沼泽底部，天长日久，一层层地大量堆积起来。等到整个沼泽被泥土和泥炭苔填满后，就逐渐变成了泥炭地。不久，在上面长出了木贼、越橘等植物，还长出了树木。
沼泽仿佛是一个大规模的化学实验室。水把沼泽上下分隔开来。水下的黏土层使水分不致渗漏掉。在这里工作的是些奇异的“化学家”，是在显微镜下才露出原形的细菌。
这些细菌很怪，有的喜欢在有氧气的地方生活，有的却非要在没有空气的地方才能生活。根据它们的脾气、特性，就有空气型微生物和非空气型微生物的区别。
当死去的植物倒在地面的时候，空气型微生物就开始工作，把植物分解。当这些分解的物质跌落到水里后，空气型微生物就无能为力了，未完成的工作由非空气型微生物继续担当起来。
这些小“化学家”们的工作虽然进行得很慢，但个个都有很大的“耐心”。几千年，几万年，一代又一代地工作下去，一直到使植物变成泥炭为止。
泥炭除了用做燃料外，还可用来制造细菌肥料和颗粒肥料。泥炭在隔绝空气下进行干馏，可以得到一种粗的焦油，再经过精炼后可得到甲酚、苯酚、石蜡等有机化工产品和农药、防腐剂等。
漫谈天然气
在中世纪的波斯和阿拉伯的一些地方，盛行着一种拜火教一梭罗亚斯德教。有些拜火教的庙宇里，神像脚下的石头缝里不断冒出一股股燃烧着的“圣火”。身穿红色长袍、额头上画着火舌的僧侣，带领信徒们在圣火面前跪拜、祈祷。
我国四川隆昌县有座小山，传说很早以前，人们可以看到一种奇异的景色：每当夜晚，山间会升起一团团绿荧荧的火焰，当地人把它当做“神仙点的灯”，叫它“圣灯山”。
其实，天上没有神仙，“圣火”和“圣灯”只是地下天然气耍的把戏。
我国很早就利用天然气了。早在战国时代，在现在四川省双流县境内，人们在掘井汲取地下盐水时，发现了天然气。
20世纪50年代，在发掘汉代坟墓中发现的多块画像砖，刻有井盐生产图：左边是盐井，木架上有滑车，用绳子吊着汲水桶，从井中取出盐水，用竹管通到右边的池中，再放进炉灶中烧煮。灶上有5口大锅，一个人在烧火。有人说用的是木柴，也有人说，灶门口就是几根输送天然气的管子。
直到现在，四川自流井一带仍利用天然气来熬煮井盐。自贡市就是由于盛产井盐而被称为“盐都”。
在西方，天然气早期被称为“燃料气”，这是由于它仅仅作为一种气体燃料。
天然气是以甲烷为主要成分的烷烃混合物，在煤气、沼气等可燃性气体里也含有甲烷。天然气是一种优良的气体燃料，可以用来开动内燃机、发电、炼钢、焊接和切割金属等。天然气和石油、煤炭是当今世界三大矿物燃料，构成了整个工业的能源基础。
甲烷还是一种重要的化工原料。甲烷同水蒸气在催化剂镍的作用下，可以生成一氧化碳和氢气。氢气是合成氨工业制造氮肥的主要原料。甲烷中的氢可被氯取代，生成重要的化工原料氯仿各四氯化碳，还可以用甲烷脱氢来制备乙炔，然后制成塑料、合成纤维和合成橡胶等产品。