История цемента

Римский Пантеон, построенный в 115—125 годах. Архитектор — Аполлодор из Дамаска. Это один из самых прославленных примеров применения бетона, созданного на основе вулканического пуццоланового пепла.

История возникновения вяжущих материалов

Способы получения искусственных вяжущих веществ были открыты примерно 3000—4000 лет назад до нашей эры. Это происходило путем обжига определенных горных пород и их последующего измельчения. На начальных этапах использовались строительный гипс и известь, которые находили применение в сооружениях, таких как бетонная галерея в древнем египетском лабиринте (3600 год до н.э.), фундаменты древних зданий в Мексике, Великая Китайская стена, а также римский Пантеон.

Воздушные вяжущие вещества

Глина, гипс и известь могут твердеть только при взаимодействии с воздухом, и именно поэтому их классифицируют как воздушные вяжущие. Эти материалы обладают сравнительно низкой прочностью. Позже были разработаны методы, позволяющие улучшить водостойкость известковых составов, например, путем добавления тонкомолотой обожженной глины, кирпичного боя или вулканических пород, известных как пуццоланы.

Развитие на территории Древней Руси

На древнерусских землях производственное освоение вяжущих материалов связано с появлением таких городов, как Киев, Новгород и Москва. Эти компоненты использовались при строительстве крепостных стен, башен и соборов. В 1584 году в Москве был учрежден «Каменный приказ», ответственный за добычу строительного камня и выпуск извести.

Новые вяжущие в XVIII веке

На протяжении нескольких тысячелетий гипс и воздушная известь оставались главными вяжущими, однако их недостаточная водостойкость стала проблемой в период активного мореплавания в XVII-XVIII веках, что потребовало разработки новых составов, устойчивых к влаге.

В 1756 году англичанин Д. Смит создал водостойкое вяжущее, используя известняк с глинистыми добавками. В 1796 году Д. Паркер запатентовал роман-цемент, который тверднул как в воздухе, так и под водой. Несмотря на утрату практического значения в наши дни, они использовались до второй половины XIX века для строительства гидросооружений.

Расцвет цементной промышленности в России

В России производство цемента началось в 19 веке, когда в 1822 году строитель Егор Челиев получил вяжущий материал на основе смеси извести и глины. Его работы были изданы в трактате «Трактат об искусстве приготовления хороших строительных растворов» в Петербурге. Позже он также описал метод приготовления цемента и бетона, а также их преимущества в строительстве.

Развитие цементной индустрии

В 1856 году в Гроздеце был открыт первый в России завод по производству портландцемента, позже последовали заводы в Риге, Щурове, Подольске и других городах. Цемент сразу же завоевал популярность, и в 1875 году был создан цементный завод Московского Акционерного Общества на базе нескольких небольших заводов.

Характеристика цемента

Цемент не представляет собой единого строительного материала, а является общим наименованием для группы веществ, которые обладают такими характеристиками, как порошкообразное состояние, вязкость и способность смешиваться с водой, образуя пластическую массу, которая при высыхании становится твердо подобной камню. Процесс отвердения необратим; после застывания цемент не может вернуться в исходное состояние.

Основные компоненты цемента включают известковые, глинистые и маргелистые породы, а также разнообразные добавки, например, бокситы и шлак. Эти компоненты подвергаются высокотехнологичной обработке при высоких температурах, переходя в стадию плавления, что приводит к образованию силиката и алюмината кальция, обеспечивающих высокую прочность цемента.

Современная ситуация в цементной промышленности

В начале XX века в России действовало около 60 цементных заводов с общей мощностью примерно 1,6 миллиона тонн. Однако после Первой мировой войны большинство из них было разрушено, и с приходом советской власти цементная промышленность вновь начала развиваться практически с нуля.

К 1962 году Советский Союз занял первое место в мире по производству цемента, а в 1971 году объемы превысили 100 миллионов тонн. Тем не менее, российская цементная отрасль, по сравнению с другими странами, использует более энергоемкий мокрый способ производства, что требует перехода на современные энергосберегающие технологии.

Заключение

Сегодня Россия занимает пятое место в мире по объемам производства цемента, уступая Китаю, Индии, США и Японии, а российская цементная промышленность стремительно развивается с темпами около 9%.