Історія створення цементів від Стародавньої Русі до наших днів

Історія створення цементів від Стародавньої Русі до наших днів

Цемент в стінах храму
Перші сухі будівельні суміші, що складаються в основному з вапна або гіпсу, називали «сементів». 

На Русі в якості основи будівельних сумішей служила вапно - продукт випалу вапнякових порід. Вапняки обпалювали в спеціальних печах протягом декількох днів.

Піч для випалювання вапна. КиевПечь мала форму циліндричної шахти з внутрішнім діаметром до 3 м. Стінки її клалися з глиняних цеглин товщина стінок близько 60см. 

Печі для випалу могли бути «прохідними» (працюють безперервно) і «непрохідними» (з перервами).

У "прохідній" печі над топкової камерою розміщувалася решітка, на яку клали чергуються шари вугілля і вапняку. 

При випалюванні вапно крізь ґрати потрапляла вниз і выгребалась через гирло, а зверху завантажувався новий шар вапняку. 

Від завантаження до вивантаження вапна потрібно близько тижня. У "непрохідний" печі над топкової камерою робили звід з великих вапнякових каменів.

Цей звід служив як би решіткою, на яку завантажували більш дрібні шматки вапняку. Випалення в печі такий тривав близько 3-5 днів (разом з завантаженням та охолодженням після випалу), потім піч вивантажували. Після випалу вапно «гасили» спеціальних «творильных» ямах. 

Характер отриманої вапна залежить від вихідного матеріалу і визначається, так званим, гідравлічним або основним модулем (ОМ), що представляє собою відношення відсоткового вмісту за масою оксиду кальцію до відсоткового вмісту кислотних оксидів:

Вапно з вмістом глини до 10%, при додаванні води утворюють жирне, пластичне тісто, повільно твердне на повітрі. Її називають повітряною. У неї високий гідравлічний модуль.

Вапняки з вмістом глини більше 10-15 % дають «худі», сірі вапна, які після спеціальної обробки, на відміну від повітряних, можуть тверднути у вологому середовищі. Такі вапна називають гідравлічними. У них низький гідравлічний модуль.

Заповнювачем розчинів на Русі була цемянка. Цемянка - це будь-яка подрібнена кераміка, яку у вапняний розчин, а також і сам цей розчин. Всі розчини відомих кам'яних будівель Русі XI-XII ст. є вапняно-цемяночными і характерні для будівельників давньої Русі.

Цікаво, що в давні часи пісок, в якості заповнювача, не застосовувався.

Цемент застосовувався як для зовнішніх, так і для внутрішніх штукатурних - робіт. Наповнювачем в штукатурках служив тонкомолотий цегла. Це було більш економічно, ніж використання тонкомолотого, обпаленої глини.

Московський Успенський собор Особое увагу на Русі приділяли процесу виготовлення вапняного тіста для штукатурки під розпис, особливо для фресок. Розчин готували зі старої вапна, яку витримували в «творильності» ямі іноді протягом декількох років. Така «витримка» дозволяла розчинятися навіть самим дрібним часткам вапна. Такий рецепт приготування розчину відомий із записок про розпису Московського Успенського собору.

Величезний внесок у створення будівельних матеріалів і технологій їх виготовлення вніс знаменитий італійський механік і архітектор 15 століття Аристотель Фиорованти (Альберті Ридольфо Фиорованти, родом з Болоньї), викликаний у Москву Великим князем Московським Іваном третім. 

У 1584 р. В Киеві був заснований «Кам'яний наказ», який відав заготівлею будівельного каменю, випуском цегли, виробництвом вапна.

До 18 століття в повітряні вапна на Русі додавали різні органічні добавки (солому, лляне насіння яєчний білок, деревне вугілля, подрібнену вапняк, бичачу кров), які сприяли випаровуванню вологи, прискорювали твердіння розчину, збільшували його міцність. 

Цікаво. На думку деяких філологів, деякі храми, що мають у своїй назві фразу «на крові», отримали свою назву саме через добавки в розчин бичачої крові. 

18 століття – час швидкого розвитку гідравлічних зв'язувальних речовин. Тоді ж будівельники прийшли до висновку, що для необхідної міцності сухої суміші, крім потрібної концентрації, необхідна ще й висока температура випалення.

У 1818 р. французький інженер Віка, а в 1829 р. німецький хімік і мінералог, доктор Фукс, довели, що будь кремниесодержащее речовина, після випалу, придатне для виготовлення гідравлічного цементу.

Цікаво, що до нинішнього часу для визначення часу схоплювання цементного тесту використовується прилад, названий за прізвищем винахідника - голкою Віка.

Англієць Джеймс Паркер довів, що сировина з устя Темзи з 30-35% вмістом придатне для створення цементу. Він запатентував свій цемент, назвавши його «романським». Через деякий час під Франція були виготовлені швидкотверднучі романські цементи, пізніше -цементи з різним часом затвердіння. Проте всі вони називаються "романськими". Цікаво, що саме різне вміст глини у вапняках призвело до можливості отримання нових видів цементів.

Цементи Європи

У 1824 році Джозеф Аспдін, англійська каменяр, отримав патент на "Вдосконалений метод виробництва штучного походження каменю". Він нагрівав суміш дробленого вапняку та глини в кухонній печі, перемолол отриману суміш в порошок і одержав гідравлічний цемент - «портландцемент», твердне при додаванні води. Назва взято на ім'я кар'єра, звідки Аспдін брав сировину. Отриманий Аспдін продукт являв собою різновид романцемент, отриманого при підвищеній температурі випалу. Гарну рекламу портландцементу забезпечила Англійська виставка 1851 р.

Цікаво. Для вапняного розчину застосовують гірський пісок, що складається з кутастих піщинок. Річковий пісок складається з округлих, скатанных зерен, що призводить до меншої міцності зв'язки. 

Цементи Росії

титульний аркуш книги Єгора Челиева Первое в Росії опис в'яжучого речовини, отриманого шляхом випалу мергелю з подальшим помелом, дав у 1807 році академік В. М. Севергин. Отриманий продукт, за якістю, був краще романцемент. Однак винахідником нинішнього цементу вважається Єгор Герасимович Челиев.

У 1822 р. у Петербурзі Е. Р. Челиев видав книгу про приготуванні будівельних розчинів, а в 1825 р. дав повний опис для створення дешевих і міцних цементів, придатних і для підводних робіт. Книга була написана на підставі досвіду роботи, накопиченого їм при відновленні Московського кремля, зруйнованого французами в 1812 р. 

Обпікаючи суміші вапна і глини при температурі вище 1200 З, Е. Р. Челиев отримував продукт, який володів у роздрібненому вигляді чудовими міцнісними якостями і можливістю тверднути у воді. Такий цемент за якістю перевершував портландцемент Аспдін. Учень Е. Р. Челієв проф. А. Р. Шуляченко, організував промислове виробництво високоякісних цементів, майже повністю витіснили з Росії іноземні цементи. Н.А. Белелюбський і В. Р. Малюга в кінці XIX продовжили роботи професора А. Р. Шуляченко, створивши основи науки про твердінні та класифікацію в'яжучих матеріалів. 

У 1885 році в Росії був скликаний перший з'їзд з цементного виробництва. У 1901 році був заснований журнал "Цемент". У 1856 році був пущений в дію перший російський завод з випуску портландцементу в р. Гроздеце, потім були побудовані заводи в Ризі (1866), Щурове (1870), Пунане-Кунда (1871), Подільську (1874), Новоросійську (1882), і т. д. До 1914 р. в Росії працювало 60 цементних заводів загальною продуктивністю близько 1,6 млн. тонн цементу. 

Сучасне виробництво цементу 

сучасне виробництво цемента Обычно цементні заводи будують на місці видобутку сировини. Для виготовлення цементу використовуються вапняк і глина. Співвідношення вапняку до глини приблизно 3:1. Компоненти дрібно подрібнюють і перемішують. Співвідношення часток має бути достатньо точним, адже навіть 0,1% може значно впливати на властивості цементу. Виготовлену суміш поміщають у обертову піч і обпалюють протягом 2-4 годин при температурі до 1450 С. Цю температуру називають температурою спікання. 

У результаті випалу виходять великі грудки - клінкери. Клінкер подрібнюють і додають трохи гіпсу для регулювання термінів схоплювання цементу. Готовий цемент розфасовують. Поставка продукції може здійснюватися у різному вигляді: автоцементовозах, залізничних вагонах, м'яких контейнерах, паперових мішках.

Статьи pp-budpostach.com.ua Все о бане

Статьи по пеноблоку,пенобетону,пенобетонным блокам

Статьи pp-budpostach.com.ua Статьи по бетону

Статьи Все о заборах

Статьи pp-budpostach.com.ua Все о крышах ( виды, материал, как лутше выбрать)

Статьи Все о Фундаменте

Статьи по газобетону ( газоблоку ), газобетонных блоков, газосиликатнных блоков

Новости, статьи, слухи, факты, разное и по чу-чуть

Статьи по кирпичу ( рядовому, лицевому,облицовочному,клинкерному, шамотному, силикатному,)