История создания цементов от Древней Руси до наших дней

Цемент в стенах храма
Первые сухие строительные смеси, состоящие в основном из извести или гипса, называли «сементом».  
 
На Руси в качестве основы строительных смесей служила известь - продукт обжига известняковых пород. Известняки обжигали в специальных печах в течение нескольких дней.
 
Печь для выжигания извести. КиевПечь имела форму цилиндрической шахты с внутренним диаметром до 3х м. Стенки ее клались из глиняных кирпичей толщина стенок около 60см. 
 
Печи для обжига могли быть «проходными» (работающими непрерывно) и «непроходными» (с перерывами).
 
В "проходной" печи над топочной камерой размещалась решетка, на которую клали чередующиеся слои угля и известняка. 
 
При обжиге известь сквозь решетку попадала вниз и выгребалась через устье, а сверху загружался новый слой известняка. 
 
От загрузки до выгрузки извести требовалось около недели. В "непроходной" печи над топочной камерой делали свод из  крупных известняковых камней.
 
Этот свод служил как бы решеткой, на которую загружали более мелкие куски известняка. Обжиг в такой печи продолжался около 3-5 дней (вместе с загрузкой и охлаждением после обжига), затем печь выгружали. После обжига известь «гасили» в специальных «творильных» ямах. 
 
Характер полученной извести зависит от исходного материала и определяется, так называемым, гидравлическим или основным модулем (ОМ), представляющим собой отношение процентного содержания по массе оксида кальция к процентному содержанию кислотных оксидов:
 
Известь, с содержанием глины до 10%, при добавлении воды образуют жирное, пластичное тесто, медленно твердеющее на воздухе. Ее называют воздушной. У нее высокий гидравлический модуль.
 
Известняки с содержанием глины более 10-15 % дают «тощие», серые извести, которые после специальной обработки, в отличие от воздушных, могут затвердевать во влажной среде. Такие извести называют гидравлическими. У них низкий гидравлический модуль.
 
Заполнителем растворов на Руси являлась цемянка. Цемянка - это любая измельченная керамика, добавляемая в известковый раствор, а также и сам этот раствор. Все растворы известных каменных построек Руси XI-XII вв. являются известково-цемяночными и характерны для строителей древней Руси.
 
Интересно, что в древние времена песок, в качестве заполнителя, не применялся.
 
Цемент применялся как для наружных, так и для внутренних - штукатурных - работ. Наполнителем в штукатурках служил тонкомолотый кирпич. Это было более экономично, чем использование тонкомолотой, обожженной глины.
 
Московский Успенский соборОсобое внимание на Руси уделяли процессу изготовления известкового теста для штукатурки под роспись, особенно для фресок. Раствор готовили из старой извести, которую выдерживали в «творильной» яме иногда в течение нескольких лет. Такая «выдержка» позволяла растворяться даже самым мелким частицам  извести. Такой рецепт приготовления раствора известен из записок о росписи Московского Успенского собора.
 
Огромный вклад в создание строительных материалов и технологий их изготовления внес знаменитый итальянский механик и архитектор 15 века Аристотель Фиорованти (Альберти Ридольфо Фиорованти, родом из Болоньи), вызванный в Москву Великим князем Московским Иваном третьим. 
 
В 1584 г. в Москве был учрежден «Каменный приказ», который ведал заготовкой строительного камня,  выпуском кирпича, производством извести.
 
До 18 века в воздушные извести на Руси добавляли различные органические добавки (солому, льняное семя яичный белок, древесный уголь, мелкоизмельченный известняк, бычью кровь), которые способствовали испарению влаги, ускоряли твердение раствора, увеличивали его прочность. 
 
Интересно. По мнению некоторых филологов, некоторые храмы, имеющие в своем названии фразу «…на крови», получили свое название именно из-за добавки в раствор бычьей крови. 
 
18 век – время быстрого развития гидравлических связующих веществ. Тогда же строители пришли к выводу, что для необходимой крепости сухой смеси, кроме нужной концентрации, необходима ещё и высокая температура обжига.
 
В 1818 г. французский инженер Вика, а в 1829 г. немецкий химик и минералог, доктор Фукс, доказали, что любое кремниесодержащее вещество, после обжига, пригодно для изготовления гидравлического  цемента.
 
Интересно, что до нынешнего времени для определения времени схватывания  цементного теста используется прибор, называемый по фамилии его изобретателя - иглой Вика.
 
Англичанин Джеймс Паркер доказал, что сырье с устьев Темзы с 30-35% содержанием пригодно для создания цемента. Он запатентовал свой цемент, назвав его «романским». Через некоторое время во Франция были изготовлены быстротвердеющие романские цементы, позже -цементы с различным временем затвердевания. Однако все они называются "романскими". Интересно, что именно различное содержание глины в известняках привело к возможности получения новых видов цементов.
 

Цементы Европы

В 1824 году Джозеф Aспдин, английский каменщик, получил патент на "Усовершенствованный метод производства искусственного происхождения камня". Он нагрел смесь дробленого известняка и глины в кухонной печи, перемолол полученную смесь  в порошок и получил гидравлический цемент - «портландцемент», твердеющий при прибавлении воды. Название взято по имени карьера, откуда Аспдин брал сырье. Полученный Аспдином продукт представлял собой разновидность романцемента, полученного при повышенной температуре обжига. Хорошую рекламу портландцементу обеспечила Английская выставка 1851 г.
 
Интересно. Для известкового раствора применяют горный песок, состоящий из угловатых песчинок. Речной песок состоит из округлых, скатанных зерен, что приводит к меньшей прочности связки. 
 

Цементы России

 
титульный лист книги Егора ЧелиеваПервое в России описание вяжущего вещества, полученного путем обжига мергеля с последующим размолом, дал  в 1807 году академик В.М. Севергин. Полученный  продукт, по качеству, был лучше романцемента. Однако  изобретателем нынешнего цемента считается Егор Герасимович Челиев.
 
В 1822 г. в Петербурге Е.Г. Челиев издал книгу о приготовлении строительных растворов, а в 1825 г. дал полное описание для создания дешевых и прочных цементов, пригодных и для подводных работ. Книга была написана на основании опыта работ, накопленного им при восстановлении Московского кремля, разрушенного французами в 1812 г. 
 
Обжигая смеси извести и глины при температуре выше 1200 С, Е.Г. Челиев получал продукт, обладавший в размельченном виде великолепными  прочностными  качествами и возможностью твердеть в воде. Такой цемент по качеству превосходил портландцемент  Аспдина. Ученик Е.Г. Челиева проф. А.Р. Шуляченко, организовал промышленное производство высококачественных цементов, почти полностью вытеснивших из России иностранные цементы. Н.А. Белелюбский и И.Г. Малюга в конце XIX продолжили работы профессора А.Р. Шуляченко, создав основы  науки о твердении и классификацию  вяжущих материалов. 
 
В 1885 году в России был созван первый съезд по цементному производству. В 1901 году был основан журнал "Цемент". В 1856 году был пущен в действие первый русский завод по выпуску портландцемента в г. Гроздеце, затем были построены заводы в Риге (1866), Щурове (1870), Пунане-Кунда (1871), Подольске (1874), Новороссийске (1882), и т.д. К 1914 г. в России работало 60 цементных заводов общей производительностью около 1,6 млн. тонн цемента. 
 

Современное  производство цемента 

 
современное производство цементаОбычно цементные заводы строят на месте добычи сырья. Для изготовления цемента используются известняк и глина. Соотношение известняка к глине примерно 3:1. Компоненты мелко измельчают и перемешивают. Соотношение долей должно быть достаточно точным, ведь даже 0,1% может значительно влиять на свойства цемента. Изготовленную смесь помещают во вращающуюся печь и обжигают в течение 2-4 часов при температуре до 1450 С. Эту температуру называют температурой спекания. 
 
В результате обжига получаются крупные комья - клинкеры. Клинкер размельчают и добавляют немного гипса для регулирования сроков схватывания цемента. Готовый цемент расфасовывают. Поставка продукции может осуществляться в разном виде: в автоцементовозах, железнодорожных вагонах, мягких контейнерах, бумажных мешках. 
 

Купить оптом в оптовом отделе.Доставка по Санкт-ПетербургуРозница. Интернет-магазин СтройДисконт.RU