История цемента

В настоящее время цемент и изготавливаемые из него бетонные и железобетонные конструкции, являются основными строительными материалами, используемыми в различных областях строительства. Цемент-это вяжущий материал, который при смешивании с водой образует пластичную массу, со временем образующую прочное камневидное тело. Еще в глубокой древности люди стали использовать вяжущие материалы для строительства. Благодаря широкому распространению глинистых пород и доступности , природная необожженная глина стала одним из первых вяжущих материалов. Но через некоторое время, глина перестала удовлетворять требованиям строительства из-за плохой стойкости во влажных условиях и слабых вяжущих свойств.

Приблизительно 3000-4000 лет до н.э. были найдены способы получения искусственных вяжущих смесей путем обжига некоторых горных пород с последующим измельчением продуктов этого обжига. Яркие примеры применения первых искусственных вяжущих - это Великая Китайская стена, бетонные галереи лабиринта в древнем Египте, Римского Пантеона. В них применялись строительный гипс, а затем и известь, получаемые обжигом соответственно известняка и гипсового камня. Известь, глина и гипс назывались «воздушными» из-за своей способности твердеть и служить только на воздухе. Воздушные вяжущие вещества имеют относительно невысокую прочность. С течением времени люди стали замечать, что при добавлении в известковые растворы обожженную глину, вулканические породы или бой кирпича, водостойкость растворов повысилась. Такие добавки получили название «пуццоланы». Названы они так из-за залежей близ города Поццуолли. В России ярким примером развития производства вяжущих веществ, стало возникновение древних городов - Новгорода, Киева ,Москвы и тд. Вяжущие вещества в городах применяли при строительстве соборов, крепостных стен, башен. А в 1584 году учредили «Каменный приказ»,в котором помимо добычи и заготовки строительного камня и производства кирпича, производили известь.

На протяжении нескольких тысячелетий воздушная известь и гипс были единственными вяжущими материалами. Но они оставались неустойчивыми к воздействию воды и применялись в строительстве сооружений, не имеющих постоянного контакта с водой. В связи с активным развитием торговли и мореплавания, в 17м -18м веках, для строительства портовых сооружений, возникла потребность в создании новых вяжущих, устойчивых к воздействию воды. Первое водостойкое вяжущее, названное гидравлической известью, получил Д. Смит в 1756 году, путем обжига известняка с глинистыми примесями. А в 1796 году англичанином Д. Паркером было запатентовано вяжущее вещество, способное твердеть как на воздухе, так и в воде. Оно получило название роман-цемент и являлось основным материалом для строительства гидротехнических сооружений до второй половины 19-го века.

В России в 18 веке было построено около 3-х тысяч промышленных предприятий, не считая горнодобывающих заводов. Такое интенсивное развитие промышленности потребовало систематизации накопленного опыта и создания новых, более эффективных видов вяжущих. Академик В.М.Севергин, в 1807 году, описал вяжущее вещество, полученное путем обжига мергеля с последующим размолом. Полученный продукт по своим характеристикам был лучше роман - цемента.

В 1825 году Е.Г.Челиев в книге «Полное наставление, как приготовлять дешевый и лучший мергель или цемент, весьма прочный для подводных строений» обобщил опыт улучшения свойств вяжущих материалов. В аналогичном направлении, в Англии, работал Д. Аспдин, получивший патент на «усовершенствованный способ производства искусственного камня», названного им портландцементом. Вяжущее вещество, полученное Аспдином, являлось разновидностью роман-цемента, полученного при более высокой температуре обжига. Но не являлось портландцементом в современном понятии этого слова, хотя название «портландцемент» сохранилось и в наше время. Гидравлическое вяжущее, описанное Челиевым, по качеству превосходило портландцемент Аспдина, и по характеристикам было ближе к современному портландцементу. Со второй половины 19-го века портландцемент прочно утвердился в строительстве. Большой вклад в развитие и совершенствование цемента в России внес А.Р.Шуляченко, названный отцом русского цементного производства. Он добился высокого качества отечественных портландцементов, и они почти полностью вытеснили в России цементы иностранного производства. Первые технические условия на цемент, и классификацию вяжущих материалов разработали русские ученые: А.Р.Шуляченко, Н.А.Белелюбский и И.Г. Малюга в 1881 году. Они были основателями современной науки о твердении вяжущих материалов. Первый съезд по цементному производству в России был созван в 1885 году. В 1901 году был основан журнал «Цемент».

Первый русский завод был пущен в 1856 году, в городе Гроздеце. Позднее были построены заводы в Риге(1866), Щурове (1870), Подольске(1874), Новороссийске(1882). А к 1914 году, в России было открыто около 60-ти цементных заводов. Параллельно этому, росла добыча и производство извести и гипса. Резкий спад производства цемента пришелся на период первой мировой и гражданской войн, в связи с разрушением большинства заводов. После войны, при Советской власти, цементную промышленность пришлось восстанавливать практически с нуля. Высокие темпы строительства в СССР требовали ускоренного развития цементной отрасли. К 1962 году СССР вышел на первое место в мире по выпуску цемента. А в 1971 году выпуск цемента перешагнул рубеж в 100 млн. тонн. Средняя мощность цементного завода в нашей стране была в два раза выше, чем в США, и на 30 % выше, чем в Японии. Со временем выпуск цемента и вяжущих материалов увеличивался. Это происходило за счет реконструкции и автоматизации производства, расширением действующих предприятий и созданием новых.

Совершенствование технологий производства цемента позволило расширять ассортимент выпускаемых вяжущих материалов. Развитие металлургии дало возможность использовать, в качестве добавок, доменные шлаки, для изготовления шлакопортландцемента и других видов шлаковых вяжущих. В создание этих цементов внесли большой вклад такие ученые, как А.Р. Шуляченко, А.А. Байков, И.А. Белелюбский и другие.

Современные технологии строительства предъявляют более высокие требования к вяжущим материалам. С внедрением в строительство бетонных и железобетонных конструкций, возникла потребность в быстротвердеющем портландцементе. Для сооружения бетонных дорог, потребовался цемент, обладающий морозостойкостью, и повышенной стойкостью к деформациям. Для декоративных целей - белый и цветной цемент. А для ремонтных работ - расширяющиеся цементы. В соответствии с этими запросами, была разработана технология соответствующих специальных цементов, такими учеными как Л.Д.Ершов, И.В.Кравченко, П.И. Боженов, П.П. Гайджуров, Т.В. Кузнецова, В.В.Михайлов и другими. В России в настоящее время выпускается около 30 видов цементов.С каждым годом повышается качество цементов. Сбывается предсказание Д.И. Менделеева, написавшего в 1891 году, что цемент, составляющий одно из важнейших приобретений между приложениями химии к потребности жизни, есть строительный материал будущего.

Следующая страница: Щуровский цементный завод: история и современность