История цемента

Цемент - это важнейший строительный материал, который применяется для изготовления бетонных, асбестоцементных и железобетонных изделий, а также строительных растворов. Изготовляют цемент на крупнейших автоматизированных и механизированных заводах.

Цементом называют искусственный, порошкообразный вяжущий материал, который при взаимодействии с различными жидкостями (вода, водный раствор солей или др.) образует пластичную массу. Со временем эта масса твердеет и преобразуется в прочный цементный камень.

Первым вяжущим природным материалом была глина. Сначала она смешивалась с жирной землей, а затем эта смесь сушилась. Но изделия, полученные таким образом были не очень прочными, поэтому в строительстве они применялись достаточно ограниченно. Соответственно возникла необходимость в новом материале, который был бы более вязким, чем глина.

На смену глине пришли гипс и известь. В древнем Египте, во время строительства пирамид, использовались растворы как раз гипса и извести. При этом гипсовый раствор уступает известковому по прочности, но требует намного меньше усилий для обжига. Именно поэтому гипс пользовался огромным спросом в Египте, так как там всегда была нехватка топлива для обжига (древесины).

В Индии и Китае гипс стали использовать более чем за 3 тысяч лет до нашей эры. Тогда существовал специальный гипс — строительный (температура обжига была где то 150-1800 Цельсия).

Впервые бетонная смесь была обнаружена на берегу Дуная (на территории современной Югославии). В одной древней хижине был бетонный пол и толщина его составляла 25 см. Но это был единичный случай, так как массово применять бетонную смесь стали гораздо позже. Во время изготовления бетонного пола использовался гравий и местная красноватая известь. Что касается возраста находки, то она составляет более 5 тысячи лет до н.э.

В древнем Риме к извести, для придания ей водостойкости, добавляли определенные материалы, такие как измельченные или дробленные кирпичи и вулканический пепел, известный как "пуццолана" (названный по месту залежей, недалеко от города Пуццоли). Оба эти материала содержат оксиды и прекрасно взаимодействуют с известью. Известь, гипс и глина — вяжущие материалы, которые твердеют и служат исключительно на воздухе, поэтому их называют воздушными и они имеют относительно невысокую прочность.

В средневековье усиленно экспериментировали над смесями из известняка. Абсолютно случайно обнаружилось, что продукт обжига из известняка, загрязненного глиной, по водостойкости на много превосходит Римскую пуццолановую смесь. Особое внимание обращалось на соотношение концентраций глины и известняка и на разрабатывание новых месторождений. К концу 18 века стало ясно, что для хорошей крепости сухой смеси необходима не только оптимальная концентрация, но и достаточно высокая температура обжига.

На территории древней Руси производство вяжущих материалов стало развиваться во время строительства древних городов - Москвы, Киева, Новгорода и др. Вяжущие материалы использовались при возведении соборов, башен, крепостных стен. Если брать Киевскую Русь, то материалом, служившим основой для всех строительных смесей была также известь. Вначале известняк обжигался в специальных печах, а потом гасился в ямах. Из смеси известняка с примесями глины получалась серая известь, из чистого известняка получалась жирная белая известь. Белая известь применялась для штукатурных работах, серая - использовалась там, где была необходимость в застывании во влажных условиях ( во время кладки). В Москве, в 1584 году, был образован «Каменный союз», отвечавший за изготовление извести. Первые строительные сухие смеси носили название «семент». Добавками в эти смеси служили: бычья кровь, кизяк и яичный белок.

Достаточно долго воздушная известь и гипс являлись единственными вяжущими материалами, но были недостаточно водостойки. Развитие же морского флота в XVII-XVIII веках для строительства портов нуждалось в создании новых, устойчивых к воде, вяжущих.

Англичанин Д. Смит в 1756 г., путем обжига смеси из известняка и глинистых примесей получил вяжущее, достаточно устойчивое к воде и назвал его гидравлической известью. В 1796 году англичанин Д. Паркер запатентовал роман-цемент, твердеющий как в воде, так и на воздухе. До второй половины 19 века эти вяжущие считались основными материалами при строительстве гидротехнических сооружений, в наше время они полностью утратили свое практическое значение.