История цемента
Существует мнение, что первые искусственные вяжущие вещества в лице воздушной извести и строительного гипса были открыты около 3000-4000 лет до н.э.
Вяжущие получали с помощью обжига исходных материалов и последующего их измельчения.
Поскольку требуемая температура обжига гипса является невысокой, около 80-150o С, то гипсосодержащие породы выходящие на поверхность при жарком климате подвергаются природному обжигу. Районом, содержащим такие условия, был египетский город под названием Алабастрон. Именно от этого города строительный гипс получил свое первое название – алебастр.
Температурные условия для обжига извести более требовательны, для этого нужно развить температуру близкую к 1000oС. В древние времена эти условия достигались при помощи больших костров. Получаемый известняк отличался хорошей прочностью, но обладал значительным недостатком – при контакте с водой крепкий материал стремительно превращался в тонкий порошок. Известковые смеси содержали в то время большое количество связанного песка – качество получаемого камня позволяло считать эту технологию революционной на тот момент.
Известь и гипс применялись в легендарных постройках своего времени: Великой Китайской стены, галереи лабиринта в древнем Египте, римского Пантеона, древнейших сооружений Мексики.
В связи с тем, что наидревнейшие вяжущие вещества могли затвердевать и эксплуатироваться только на воздухе, они были названы воздушными. Воздушные вяжущие не обладают большой прочностью и быстро теряют ее при воздействии воды.
Поэтому поиски новых вяжущих продолжались, и 2000 лет назад было открыто важное свойство извести. Суть заключалась в следующем – если к извести добавить некоторые мелкомолотые вещества, то полученная смесь обладает способностью твердеть не только в воздушной среде, но и в водной. Кроме того, изделия, полученные из такого материала, могут постоянно использоваться под водой.
Это вещество, добавляемое к извести, представляло собой вулканический пепел и получило название “пуццолана”, в связи с римским городом Поццуолли в окрестностях которого было большое количество залежей вулканических пород. Помимо вулканического пепла в аналогичных целях использовались также обожженная глина и бой кирпича. Сейчас такие добавки называют гидравлическими или активными минеральными.
На территории Руси развитие производства вяжущих получило новый виток, когда начали строиться легендарные города – Киев и Москва. Вяжущие вещества применялись для производства башен, стен, соборов.
В XVII-XVIII веках все больше внимания уделялось низкой водостойкости существующих на тот момент вяжущих материалов. На то время приходилось и тотальное развитие мореплавания, вынудившее ученых заняться поисками более водостойких вяжущих.
1756 год ознаменовался первыми успехами – англичанин Д. Смит разработал новое вяжущее, отличавшееся водостойкими характеристиками и получившее название – гидравлическая известь. Ее получали с помощью обжига смеси, состоявшей из известняка и глинистых добавок.
Немного позже, в 1796 году английский ученый Д. Паркер изобрел и запатентовал роман-цемент, отличавшийся способностью твердеть как в воздушной, так и в водной среде. Эти цементы являлись основными вяжущими материалами для возведения гидротехнических построек до половины XIX века.
Существенный поворот в истории цементов приходится на 1824 год, когда англичанин Д. Аспинд приобрел патент на производство открытого им цемента. Он изобрел свое вяжущее вещество следующим способом: обжег до спекания смесь из глины и известковой пыли, а затем полученный в результате материал подверг измельчению. Обжиг смеси в дальнейшем получит название “клинкер”.
Полученный цемент при контакте с водой давал относительно крепкий камень, который был прочностью и цветом похож на камень, добываемый в окрестностях города Портленда. Так изобретенное вяжущее и получило название – портландцемент.
В России примерно в то же время Е.Г. Челиевым был получен водостойкий цемент, заметно превосходивший английский аналог по свойствам и был намного ближе к современному портландцементу.
На данный момент не существует вяжущего вещества, которое могло сравниться по доступности и по свойствам со строительным материалом будущего – цементом.
