刚回到营中五百名精干的夫役工匠就在一名主事和数名吏员的带领下来到了营门前。
朱天明命朱元锡安排人手引导工匠前往营区西侧的一大片空地安置，并让士兵为工匠搭建了营帐。
又把那名工部主事请到指挥部来办理了交接手续，临行前打赏了主事五两银子，那主事假意推脱了一番后收下了银子，喜滋滋的回衙门复命去了。
待工匠们全都安置好后，朱天明命人召来领头的几名大匠。
跟他们讲明要做的事后，展开图纸给他们讲解如何建造库房、生料搅拌车间、煅烧炉、摊晾包装车间、宿舍、办公等建筑，并详细说明了所有要求。
由于朱天明言明绝不克扣工匠的薪资，并让夫役工匠享受与神武卫军士相同的伙食待遇，并设立了一系列的奖惩政策后，工匠们的积极性空前高涨。
在朱天明的亲自督建及五百工匠的通力配合下，只用时六天就完成了库房的建设。
随后一边建设厂房，一边将工部送来的各种物料源源不断的运入仓库。
在整个水泥工厂建设临近完工之前，朱天明再次找舅舅要了三百名善于烧制砖石的工匠。
陈忠恕毫无耽搁的选了三百名工匠派给朱天明，还从营缮清吏司中选了一名员外郎一同前往协助。
到达军营完成安置后，员外郎廖秉仁率数名大匠来见朱天明，朱天明与几人寒暄过后开始教授他们烧纸水泥之法。
从选料、粉碎、预拌、煅烧、摊晾到质检、包装一一详细的讲解，又将石灰石、石膏、粘土、矿渣铁粉、粉煤灰的比例反复申明，让他们回去教给所有的工匠，并把所有工匠分组分工。
又过了数日，工厂全部建成，在这五百工匠遣回工部之前，朱天明特意让火头军采购了大量肉食，给所有建厂的工匠们摆了一次庆功宴，每人还奖励了一两银子。
随后负责生产的工匠们接管了工厂，开始依照朱天明所授的方法试制水泥。
五日后第一批水泥试制成功，朱天明命人以竹木制成模板，将水泥、河沙、碎石子等与水混合搅拌均匀制成混凝土。
在校场边上浇注了一个八角形地堡。待混凝土初凝后，拆除模板洒水养护。
两日后混凝土地堡完工，朱天明命人拉来一门弗朗机炮，分别以霰弹和实心弹炮击地堡。
结果霰弹几乎没对地堡造成任何损伤，实心弹也不过是留下了浅浅的一个小坑以及一道炮弹弹开的印痕。
看到效果朱天明非常满意，于是快马前往皇宫把这个好消息告知了崇祯，并邀请崇祯三日后前往神武卫校场亲自观验。
傍晚，朱天明刚进神武卫的营门，就被满脸得意笑容的毕懋康拦住了。
朱天明看忙下马问：“毕大人，可是有什么喜事吗？”
毕懋康喜道：“大好事呀，大人快随我来校场。”
朱天明满头问号的跟着神神秘秘的毕懋康来到了校场，发现宋应星、孙元化和一群科研人员及军官正等在那里。
朱天明过去和众人打了招呼，毕懋康手指着斜坡上的一段木桩急急的说：“大人，快看那根木桩。”
说完便挥了挥手中的小旗。只见坡上的军士一脚将木桩踹下随后便躲在了旁边矮墙后面。那木桩顺着斜坡滚下，突然一声惊天巨响把那木桩炸成了数块，尘土漫天飞扬。
在场的人一阵惊呼之后，毕懋康笑道：“我们根据手榴弹的发火机构和保险机构对地雷进行了改造，这种地雷拆去保险后一旦触发立刻引爆。
而且更加小巧便于运输和埋置。地雷外壳换成了预制破片的铸铁壳，里面的黑火药也换成了炸药，爆炸威力提升了十倍不止。”
朱天明也是大喜，忙让人取来一个新型地雷，扁圆柱状的铸铁壳体，周身遍布v型刻槽形成网状预制破片，
中间的圆柱状突起是触发引信，引信底部有一个保险插销。从形制来看已有了几分后世反步兵地雷的样子。
朱天明连连称赞，随后询问现在兵工厂的产量。
孙元化道：“近来扩充了不少人手，刚刚完成培训已经开始进入酸碱工坊，分别跟着熟手尝试着做工，产量也在稳步提升。
火器工坊的新人上手较快，现在产量大幅提升。现在每天新式火帽铳能产20杆左右，手榴弹80枚，纸壳弹约1000发左右。”
朱天明嘱咐道：“还要继续扩充人手，增加产量，但选人一定要宁缺毋滥，严格培训和考核。最重要的是稳步提升产量的同时，一定要确保质量，质量是最重要的。”
孙元化严肃道：“将军放心，这点我一直把控很严，每日所产我都是亲自带人检视。”
朱天明与几人又商讨了一番关于研发和生产的事宜，并告诉了大家三日后皇上要亲自来营中检视。
大家相互商议了一番接待皇帝及展示汇报的方案和细节。
三日后刚过未时，崇祯皇帝穿着便服只带了几名随扈来到营前。朱天明立刻带领所有主要人员到营门处跪迎崇祯皇帝。
崇祯皇帝笑着摆了摆手道：“罢了，朕今天便服前来，就不用那么拘礼了。众卿平身吧。”
朱天明带众人谢恩已毕，起身对崇祯说：“陛下，请先到营中品茶。”
崇祯迫不及待的说：“别麻烦了，直接带朕去看看你那个混凝土碉堡。”
朱天明知道崇祯比较着急，也不再客套，引领着崇祯到了校场中校阅台上。
指着远处的八角地堡道：“那就是用混凝土浇筑的，请陛下稍候。”
说罢让传令兵打出旗语，地堡百步外的炮兵阵位上已经准备好的两门百出弗朗机炮立刻装填霰弹，然后两炮齐发直接轰击在了地堡上。
随后炮兵又熟练的装填实心弹再次炮击地堡。
两轮炮击过后，另一侧又有十名火铳兵开始向着地堡齐射，五轮速射之后，又各自拿出一枚手榴弹向着地堡丢去。
一连串的爆炸声响起后，所有人停止了攻击。朱天明邀请崇祯到跟前检查，结果地堡上只有实心弹和手榴弹爆炸造成了一些不算很深的弹痕。
崇祯大悦，朱天明又道：“皇上先别急着高兴，还有好东西给您看。”
说着指向了一处又高又长的土坡，传令兵打出旗号，五名士兵从坡上推下了一个大石滚子。
随着石磙向下滚动，突然只见几团火光，烟尘四起，巨大的爆炸声随即传来，那大石滚子已被炸得粉碎。
崇祯大惊道：“地雷？”朱天明道：“是呀，这是孙大人、毕大人和宋大人带人研制的新型铁壳反步兵地雷。”
说着让人取来了一枚地雷，崇祯接过地雷仔细地看着，脸上的欣喜掩饰不住。
看了一会突然转头对孙元化等人说：“可以在炸药的外面加上一层铅珠铁砂，爆炸的时候这些铅珠铁砂可以对敌军造成更大的杀伤。”
孙元化等人听到崇祯皇帝的话俱是一愣，各自琢磨了一会儿，俱是满脸的惊喜。
宋应星激动道：“臣原本只以为朱大人乃是火器制造的不世之才，没想到陛下对火器的制造与使用更是精熟。臣佩服之至。”
崇祯面有得色的笑了笑，道：“诸位爱卿研制新型火器劳苦功高，待到大兴研究所建成之时，朕一并封赏。”众人立即下跪行礼谢恩。
崇祯挥手让众人起身，然后对朱天明问道：“能不能搞些野战炮出来？
现在的百出佛朗基炮射程不过数百步，即便是大样佛朗基和大将军炮射程也不过4、5里远，且这些炮动辄重数千上万斤，运送使用都极度不便。
再说这些火炮只能使用霰弹和实心弹，杀伤力也很有限。现在你能制造手榴弹了，是不是也可以制造些使用空心爆破弹的轻便火炮？”
朱天明沉思了一下，点头道：“嗯，我好好想想，看看以现在的能力，能制造什么方便好用的火炮。”
崇祯收住了笑容，拍了拍朱天明的肩膀，说了一句“拜托了”。
然后看着远方，幽幽的说了一句：“如果有后世的那种大炮，这次关外草原之战，折损的那三万人中会有很多人活下来。”
朱天明也在崇真的背上轻轻拍了一下道：“放心。”
朱天明向孙元化要了一些硫酸、硝酸、火碱和硝石，又让军需官去搞来一些上好的棉花。
回到自己的院子，刚和两个丫鬟聊了几句，就有士兵把酸液和棉花送来了。
朱天明把棉花交给两位丫鬟，让她们仔细的拣选最好的棉花，摘除里面残存的棉籽和其他杂质。两个丫鬟接过棉花开始认真的拣选。
他自己则回到了的实验室。开始制取硝化甘油，直到制取了一小罐硝化甘油后，朱天明小心翼翼的将这些硝化甘油放到了墙角的阴凉处，并用玻璃板盖好。
然后出门去寻了几块光滑的木板回来，用水冲洗干净放在屋中晾干。
这时两个丫鬟已经选好了棉花送来，朱天明用蒸馏水反复清洗了棉花，然后将洗净的棉花放入大号烧杯，加入蒸馏水和少量火碱，用酒精灯加热煮制，给棉花脱脂。
煮制完成后再用蒸馏水反复清洗后取出摊开晾干。
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