История цемента

Римский Пантеон, 115—125. Архитектор Аполлодор из Дамаска. Это один из самых знаменитых примеров использования бетона на основе вулканического пуццоланового пепла.

История вяжущих материалов

Примерно 3000—4000 лет до нашей эры были найдены способы производства искусственных вяжущих веществ через обжигание определённых горных пород и тонкое измельчение полученных материалов. Первые вяжущие вещества — гипс, а позже известь, использовались при строительстве выдающихся сооружений: бетонной галереи знаменитого лабиринта в Древнем Египте (3600 год до н.э.), фундаментов древних зданий в Мексике, Великой Китайской стены и Римского Пантеона.

Типы вяжущих веществ

Глина, гипс и известь могут твердеет только на воздухе, поэтому такие материалы называются воздушными. Воздушные вяжущие вещества, как правило, имеют низкую прочность. Со временем стало возможным улучшить водостойкость известковых растворов, добавляя в них тонкоизмельченную обожженную глину, кирпичный бой или вулканические породы, известные как пуццоланы.

Развитие вяжущих материалов в Руси

Развитие производства вяжущих материалов на Древней Руси было связано с появлением таких городов, как Киев, Новгород и Москва. Вяжущие материалы использовались для строительства крепостных стен, башен и соборов. В 1584 году в Москве был основан «Каменный приказ», который наряду с добычей строительного камня занимался выпуском извести.

Появление новых вяжущих

Несколько тысячелетий гипс и воздушная известь оставались единственными вяжущими материалами, однако их водостойкость была недостаточной. Развитие мореплавания в XVII-XVIII веках потребовало создания новых водостойких вяжущих для строительства портовых сооружений.

В 1756 году англичанин Д. Смит получил водостойкое вяжущее из обожжённого известняка с глиняными добавками, названное гидравлической известью. В 1796 году Д. Паркер запатентовал роман-цемент, способный затвердевать как на воздухе, так и в воде. Эти вяжущие материалы сохранили значение до второй половины XIX века для строительства гидротехнических объектов.

В 1807 году академик В.М. Севергин описал вяжущее вещество, получаемое обжигом мергеля с последующим размолом, которое по качеству превосходило роман-цемент.

Промышленное производство цемента в России

Цемент начали производить в России в XIX веке. В 1822 году русский строитель Егор Челиев синтезировал вяжущее из смеси извести и глины. Он изложил свои результаты в труде «Трактат об искусстве приготовлять хорошие строительные растворы», изданном в Петербурге.

В 1856 году был запущен первый завод портландцемента в Гроздеце, позже последовали заводы в Риге (1866), Щурове (1870), Пунане-Кунде (1871) и Подольске (1874).

Цемент быстро оценили, и в 1875 году на базе нескольких цементных заводов в Подольском уезде был создан цементный завод Московского Акционерного Общества, основанный московским купцом Пороховщиковым.

Производственные характеристики цемента

Цемент не является отдельным строительным материалом, а представляет собой группу веществ с определёнными физическими свойствами, включая порошкообразность и вязкость. При смешивании с водой цемент образует пластичную массу, которая затвердевает, принимая камневидное состояние. Процесс затвердевания необратим.

Основные компоненты цемента включают известковые, маргелистые и глинистые породы, а также различные добавки (бокситы, шлак и др.). Эти материалы подвергаются высоким температурным и технологическим процессам, что приводит к образованию силикатов и алюминатов кальция, обеспечивающих высокую прочность цемента.

Состояние цементной промышленности на рубеже веков

В начале XX века в России работало около 60 цементных заводов с общей производительностью около 1,6 млн. тонн цемента. Однако большинство из них было разрушено после Первой мировой войны, и цементную промышленность пришлось восстанавливать практически с нуля.

К 1962 году СССР занял первое место в мире по производству цемента, а к 1971 году объём выпуска превысил 100 млн. тонн. В то время цементная промышленность была высоко консолидирована, а мощности заводов были почти вдвое выше, чем в США.

Современные тенденции

Сегодня Россия находится на пятом месте в мире по производству цемента, уступая Китаю, Индии, США и Японии. Российская цементная отрасль является одной из самых быстрорастущих на планете, темпы роста составляют около 9% и ожидается дальнейшее увеличение.

Однако основным недостатком российских цементных заводов является использование мокрого способа производства, который более энергоёмкий, чем сухой метод, используемый в большинстве развитых стран. Поэтому важно переходить на современные энергосберегающие технологии.