Storossproject.ru

Декор и Мебель
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Где был изобретен цемент

История бетона

Сегодня бетон и изделия из него повсеместно применяются не только в строительстве, но и во всех секторах народного хозяйства. Почти ни один объект не обходится без применения товарного бетона. Изделия из бетона, такие, как железобетонные сваи или блоки, являются основой для качественного и долговечного фундамента. Широко применяются и другие изделия из бетона: оконные и дверные перемычки, железобетонные трубы, коллекторы, колодезные кольца, лестничные марши.

История изобретения цемента

А ведь несколько тысяч лет назад нашим предкам было куда сложнее. В попытках строить надежные дома, мосты и дороги шли они нелегким путем проб и ошибок, неудач и экспериментов. Ни для кого не будет секретом, что состав компонентов первых бетонов кардинально отличается от того, что предписывает использовать современная технология производства. Оттого и главный вяжущий компонент бетона – цемент – стал таковым не сразу. Первые капитальные сооружения строились на базе глины, извести и даже гипса. При этом нельзя сказать, что такие строения отличались недостаточной прочностью: современные строители и сегодня применяют известковый раствор при кладочных и штукатурных работах. А вот гипс свою популярность с течением времени утерял: высокая стоимость и низкая влагостойкость привели к тому, что применение гипса даже во внешней отделке свелось к минимуму.

Однако вернемся к истокам. Согласно находкам археологов, появилось первое подобие современного бетона около 10 000 лет назад. В то же время утверждать о повсеместном применении бетона будет слишком наивно: подавляющее большинство находок являются лишь элементами каких-то незначительных конструкций, что указывает на то, что бетон в капитальном строительстве сооружений изначально не применялся.

Первыми использовать монолитное бетонирование начали римляне. Первые бетонные постройки на территории современной Италии историки относят к 850-900 годам нашей эры. Причем многие из строений сохранились до нашего времени в первозданном виде. Однако постоянные войны снижали эффективность преемственности поколений. Так и рецепт уникальной структуры римского бетона с использованием пуццоланового вяжущего был утерян и забыт. Причем ученые умы строительства сотни лет пытались повторить ту самую формулу приготовления бетона, да только ничего у них не получалось. Все это приводило в итоге к тому, что люди по старинке использовали песок и известь в строениях. И лишь самые обеспеченные люди могли позволить себе внутреннюю и внешнюю отделку гипсом.

Однако в 1796 году англичанину Джеймсу Паркеру наконец-то удается получить цемент путем обжига мелкозернистой глины с известью. И название дали в духе времени – «романцемент». Отличие от современного порталандцемента только в температуре обжига – «романцемент» производился в раскаленной до 800-900 градусов печи, в то время как сегодня за предел принимается температура спекания (1500 С).

Несложно догадаться, что свойства «романцемента» не могли удовлетворить возрастающим строительным требованиям. А значит, эксперименты в векторе поиска идеального бетона продолжились. При этом в XIX веке сразу в нескольких точках планеты были сделаны приблизительно одинаковые открытия. Новый рецепт в 1824 году предложил британец Джозефф Аспдин, а уже в 1825 похожую методику изготовления цемента вывел Егор Челиев в царской России. Причем опытные исследования ученых велись абсолютно независимо друг от друга, а прототипы цемента использовались Челиевым ещё в 1813 году, во время отстройки сожженной Москвы. Так, применялся компонент в процессе сооружения Московского Кремля. Полученный связующий компонент смеси нарекли «портландцемент».

Название прижилось, а открытую смесь используют с добавлением присадок вплоть до наших дней. Таким образом, используемый сегодня в повсеместном строительстве цемент можно считать изобретенным в начале XIX века. Конечно, за эти годы цемент стал подвергаться более тонкому помолу, состав подвергся оптимальному нормированию. Но сама методика осталась незыблемой. Это был уже не тот загадочный римский бетон, а совершенно новый, уникальный материал с более высокими эксплуатационными характеристиками. Бетон теперь не боялся ни влаги, ни огня, ни мороза.

Оценить одно из лучших изобретений XIX века в Европе смогли по достоинству. Огромное количество его достоинств привели к тому, что в середине века он уже повсеместно применялся во всем мире. Единственным недостатком бетона можно было считать лишь слабую устойчивость к нагрузкам на растяжение. Оттого и применение его ограничивалось строительными перегородками, фундаментами да небольшими пролетами. Предпочтение же отдавалось железу, несмотря на его подверженность коррозии и деформациям при высоких температурах. Пытаясь нивелировать эти недостатки, ученые шаг за шагом шли к изобретению единого материала – железобетонных изделий (ЖБИ).

Именно историю появления цемента можно приравнивать к истории бетона, поскольку именно дальнейшее смешивание цемента, гравия (щебня), песка и воды позволило людям получать бетон с высокими эксплуатационными свойствами. Сегодня абсолютно все виды цементных смесей с крупными или мелкими заполнителями на водной основе принято считать бетоном. Используемые в монолитном строительстве бетоны носят название товарных бетонов, а применяемые при производстве ЖБ изделий – конструкционных бетонов.

История появления ЖБИ

Рассказывая историю появления современного бетона, нельзя обойти вниманием важное дочернее изобретение – ЖБИ. Поскольку не будь ЖБИ, не было бы от современного бетона столько пользы в строительстве. Недаром именно ЖБИ, а не бетон, многие называют переворотным изобретением в мировом строительстве. Удивительно, но факт: до наших дней достойной альтернативы ЖБИ не придумано.

Читайте так же:
Раствор готовый кладочный цементный марки 200 описание

Стараясь повысить качество и долговечность сооружаемых конструкций, строители постоянно экспериментировали с бетоном и железом. Первый толковый композитный материал удалось представить на суд общественности британскому штукатуру Уильяму Уилкинсону. После получения патента в 1854 году, творение англичанина с успехом начало применятся при монолитном и сборном производстве плит перекрытий. Параллельно во Франции Франсуа Куанье не просто применяет в строительстве ЖБИ, а и полностью возводит дом на базе железобетонных конструкций. Однако «отцом ЖБИ» принято считать французского садовника Жозефа Монье, который, не имея должного образования, методом «тыка», проб и ошибок сумел поставить производство ЖБИ на конвейер, запатентовав сначала железобетонный мост, а в 1878 году – железобетонные шпалы и балки. Затем недостатки его изобретений были исключены при помощи фундаментальных исследований инженеров и материаловедов того времени. Так, например, немец Гюстав Вайс предложил перекладывать арматуру из середины конструкции в ее нижнюю, «принимающую», часть, что позволило увеличить величину пролетов до 5 метров. Именно подобная универсальность позволила бетону утвердиться в качестве главного строительного материала, а ЖБИ – как самому надежному и востребованному строительному продукту современности.

История цемента

Какой самый главный строительный материал. Поразмыслив, приходишь к выводу, что это все-же цемент. Цена его невысокая, а значимость неоценимая. Однако кто задумывался о том, когда появился цемент?

Живущее ныне поколение на протяжении всей жизни встречалось с этим строительным материалом, поэтому кажется, что цемент существовал всегда. Однако запатентовано это изобретение было в 1824 году неким Д. Аспиндом, британским каменщиком, который смог получить вяжущее вещество путем обжига глины и известняка. Он же придумал и название – портландцемент (от названия города Портланд, Великобритания, где добывался камень, похожего на цемент цвета).

Интересно, что за два года до этого, в 1822 году, похожую сухую строительную смесь получили и в России. Строитель Егор Челиев (по другим данным Делиев) также получил вещество, способное затвердевать в воде, однако запатентовать свое изобретение он тогда не удосужился.

Цемент в древнем мире и средневековье

Римляне, известные строители, подмешивали к извести специальные материалы, чтобы та приобретала гидравлические свойства. Это были:

  • Дробленные либо измельченные кирпичи;
  • Пуццоланы – обнаруженные отложения вулканического пепла Везувия;
  • Трасс – затвердевшие вулканические отложения, обнаруженные в районе города Эйфель.

Что касается территории России и стран бывшего СССР, то во время раскопок древних поселений были обнаружены вяжущие материалы возрастом более тысячи лет. С их помощью возводились башни и стены крепостей. А в 1584 году был издан «Каменный приказ» в Москве, который регламентировал вместе с производством камня выпускать для строительных работ и кирпич с известью.

Позже человечество занялось решением проблемы слабой водостойкости вяжущих веществ, так как была необходимость строительства новых портовых сооружений. В 1756 году англичанин Д. Смитт получил гидравлическую известь, способную противостоять воде, а в 1956 году еще один представитель Туманного Альбиона Д. Паркер запатентовал роман-цемент. Он имел свойство затвердевать даже в воде.

К концу 19 века все эти вяжущие вещества утратили свое практическое значение, так как был открыт состав современного цемента.

Производство в России

После открытия Челиева (Делиева) в России начали строиться цементные заводы. Первый был запущен в 1856 году, а к концу столетия появились такие, как:

  • 1866 год – завод в Риге;
  • 1870 год – завод в Щурове;
  • 1874 год – завод в Подольске;
  • 1882 год – завод в Новороссийске.

В 1962 году купить цемент можно было без всяких проблем, ведь страна заняла тогда первое место в мире по выпуску этого стройматериала. На тот момент советское производство в 2 раза было мощнее, чем американское и японское.

Сегодня же Россия замыкает пятерку лидеров в мире по производству цемента (после КНР, Индии, США и Японии). В продаже можно встретить множество видов цемента с разными добавками: портландцемент, магнезиальный цемент, евроцемент, глиноземистый цемент, сульфатостойкий цемент и другие.

Одним из российских предприятий, производящих качественный цемент, является ОАО «Мордовцемент», ассортимент продукции которого мы и предлагаем.

История цемента

История цемента: от каменного до 21 века

Что такое цементы? Это группа особых порошкообразных материалов искусственного происхождения, обладающих вяжущими свойствами, Взаимодействуя с обычной водой, соляными растворами и вообще с любой жидкостью, порошок цемента сначала преобразуется в полужидкую пластичную смесь, а затем твердеет до прочности, не уступающей прочности камня. Недаром полностью затвердевшую массы именуют цементным камнем.
Человек начал использовать первое натуральное вяжущее вещество, еще не имея представления об этом термине. На практике было замечено, что размокшей глине (и даже глинистой жирной земле) легко придать нужную форму, которая сохранится и после высыхания. Так появились первые постройки из глины — несовершенные по форме и не особо прочные, они стали далекими предками современных зданий. Воодушевленные открытием, люди стали экспериментировать с другими природными вяжущими.
Как и в других областях человеческих изысканий, в истории цемента были свои пионеры, значительно опережавшие время. Так, возле Дуная в Югославии (в современной географии) археологи нашли древнюю хижину, пол которой был. бетонным! Более 7 тысяч лет назад живший в каменном веке строитель залил пол смесью, слоем до 0,4м, в которую входили гравий и, как вяжущее — красная известь местных сортов. Находка действительно уникальная: повсеместное использование извести как вяжущего началось значительно позднее.
Строители древнего Египта, Китая и Индии еще в III тысячелетии до нашей эры знали о вяжущих свойствах природной извести и использовали ее, но не в столь широких масштабах. Предпочтение отдавалась искусственному компоненту с вяжущими способностями — гипсу. Парадоксальная на первый взгляд ситуация разъясняется просто: на Востоке издавна привыкли экономить дефицитное топливо, а для обжига извести его требовалось гораздо больше, чем для производства строительного гипса: для последнего вполне достаточной является температура от 150 до 190 градусов. Иногда эти материалы совмещались; по мнению ученых, знаменитые пирамиды фараонов возведены с помощью именно гипсово-известковых строительных растворов.
Гораздо активнее использовали известь древние греки: и в гидротехнических работах, и для отделки зданий. А чуть позже римляне практически полностью перешли на строительные растворы для кладки, приготовляемые на основе извести.
В пользу строительного гения мастеров Древнего Рима свидетельствует тот факт, что многие сооружения римской эпохи сохранились до наших дней. В записях того времени найдены первые «технологические описания», согласно которым изготавливались известковые смеси для строительства. Из тех времен пришел и термин «цемент пуццолановый»: именно римляне впервые использовали вулканический пепел, в огромных количествах залегающий возле городка Поццуолли.
Предки-славяне, жившие во времена Киевской Руси, также предпочитали в качсетве вяжущего известь разных сортов — благо, известняка на родных просторах хватало. Известняк сперва обжигали в особых, нарочно построенных печах, а затем укладывали в ямы для гашения. Уже тогда стройматериалы подвергались градации: обрабатывая чистый известняк, люди получали белую, «воздушную» известь, прекрасно подходящую для отделочных работ. Если же к известковой породе подмешивались глины, «на-гора» выходила так называемая серая известь — не столь красивая, но способная затвердевать даже при высокой влажности. Именно ее чаще всего применяли в растворах для скрепления каменной кладки. Впрочем, материалы могли и варьироваться — в зависимости от наиболее актуальных целей строительства; древние славяне руководствовались теми же рациональными соображениями, что и сегодняшние специалисты стройки.
Как наполнитель цементных растворов, на заре истории цемента применялась цемянка. Так называлась измельченные керамические и природные материалы различных фракций и различного происхождения: это могла быть как собственно керамика, так и толченая пемза (или туф), предварительно обожженная и молотая глина, немного позднее — растолченный бракованный кирпич. Не слишком мелкая кирпичная фракция делала раствор более устойчивым к трещинам и менее склонным к усадке, почти в пыль перемолотая глина добавляла гидравлических свойств. Повсеместно использовали толченый кирпич (сурки, как его называли), перемешанный с известью, в Индии и других древних странах. Возможно, древние люди более экономно относились к природным ресурсам: как ни странно, но натуральный песок почти не употреблялся как наполнитель при изготовлений строительных растворов. Его место занимала крошка алебастра, а как вяжущее наряду с известью использовался гипс.
Четыреста с лишним лет тому назад в Москве стали появляться профессиональные производители «семента» — сухой основы строительных растворов. Учрежденный в 1584 году «Каменный приказ» контролировал не только производство и заготовку стеновых материалов (камня, кирпича), но и известковое производство. Читая «рецепты» того времени, можно только поражаться фантазии и находчивости предков, стремящихся к наиболее качественному результату: для крепости в раствор добавляли не только классический белок яиц, но и творог, кровь быка, кизяк и другие порой совершенно неожиданные, но дававшие потрясающий эффект компоненты.
Начало 19 века ознаменовалось подведением научной базы под производство цемента. Немецкий профессор Иоганн Непомук Фукс, специалист в области химии и минералогии, в 1829 г. обнародовал результаты своих изысканий: для изготовления цемента (гидравлического) может подойти любой минерал кремнеземистой группы — после соответствующего обжига. То есть, вместе с реабилитированной глиной ряды сырья для цемента пополнили граниты и гнейсы, порфиры, слюда и полевой шпат. Конечно, свойством затвердевать в известковом растворе обладали и «чистые» представители кремнеземистых минералов — халцедон и горный хрусталь, но такие растворы стоили бы гораздо дороже, чем возводимое с их помощью сооружение.
У Фукса были предшественники, занимавшиеся исследования в своих областях. В 1812 году, пока Наполеон занимался войнами, инженер из той же Франции Луи Жозеф Вика выяснил: если смешать чистую известь с глиной в правильной пропорции, обжечь и измельчить, то при добавлении воды смесь превратится в камень безо всяких дополнительных компонентов. Через несколько лет этот же ученый поставил серию опытов, доказавших способность любых известково-глинистых минералов после воздействия высоких температур выделять вяжущую (гидравлическую) известь.
Продолжив свои исследования, Луи Вика сумел опытным путем подтвердить, что почти любая из глин при обжиге может трансформироваться в пуццолан — то есть, приобрести способность твердеть при попадании воды. Научные исследования мергелей, известняком и глин, залегающих на территории Франции, не только принесли известность ученому, но и резко двинули вперед французское производство в области цементов и гидравлической извести.
В отличие от интересующихся лишь наукой французских ученых, английский подданный Джеймс Паркер не только выяснил, что в устье Темзы находятся насыщенные глиной почвы, пригодные для изготовления цемента, но и получит патент на производство этого стройматериала. «Романский цемент» — так назвал свой продукт романтичный англичанин. Когда через несколько лет подобное открытие было сделано в Булони, французской провинции, название уже закрепилось. С тех пор все цементы этого типа носили имя «романские»; в основном, это были быстросхватывающиеся смеси, хотя и не без исключений. Увы, неоднородность глинисто-известковых залежей серьезно влияла на качество цемента, доставляя производителям значительные проблемы. Но, как всем известно, нет худа без добра: попытки преодолеть сложности привели к новым важнейшим открытиям.
Природа заботится о своих нуждах, а не о потребностях человека. В этом более сотни лет назад убедились производители цемента: известные залежи мергелей оказались весьма неоднородны по составу, что было крайне неудобно. Ведь если в известняке мало глины — из него получится отличная гидравлическая известь, если много — какой-то подвид гидравлического цемента. А что делать, если породы с разным содержанием глины беспорядочно перемешаны? Конечно, искусственно готовить смесь, которая станет наиболее оптимальной по составу. В свое время Вика доказал, что подобное возможно, но осуществили идею не легкомысленные французы, а практичные предприниматели Англии и России. Единственной данью первопроходцу осталось наименование прибора, позволяющего тестировать сроки отвердения цементных растворов: «игла Вика».
Наука и история всегда развивались за счет подвижников, и история цемента — не исключение. Российский ученый Е.Г. Челиев внес огромный вклад в отечественное строительное дело, выпустив в Петербургском издательстве уникальные книги: «Трактат об искусстве приготовлять хорошие строительные растворы» (1822) и «Полное наставление, как приготовлять дешевый и лучший мертель или цемент, весьма прочный для подводных строений (1825). В основу последней книги легли практические знания по более эффективному использованию вяжущих, накопленные в процессе разрушенного нашествием Наполеона Московского Кремля.
Как истинный патриот Российской Империи, Егор Герасимович просто не мог спокойно смотреть на разрушения, причиненные войной 1912 года. Восстанавливая после пожара столицу России, он усиленно искал наиболее качественный строительный скрепляющий раствор, чтобы восстановленные здания стояли «пуще изначальных». Энтузиазм увенчался открытием: Челиев обнаружил, что если смесь глины и извести накалять в горне «до жару белого», используя звонкие сухие дрова, то результатом станет спекшийся в единую массу совершенно новый продукт. При измельчении и последующем смешивании с водой, он имеет способность быстро отвердевать и отличную крепость. Стоит заметить, что «белый жар» — температура от 1100 до 1200 о С. А «новый продукт», открытый Егором Герасимовичем Челиевым — не что иное, как первый вид цемента в его современном понимании.
Не многие сегодня знают, что популярный портландцемент был изобретен за 30 лет до начала его широкого использования. Специалист по каменному строительству, англичанин Джозеф Aспдин, еще в 1824 году провел нехитрый опыт: у себя на кухне хорошенько нагрел в печи смешанные в определенных пропорциях известняк (привезенный с острова Портланд) и глину, и после измельчения результата получил порошок, великолепно отвердевающий при добавлении воды — гидравлический цемент. По достоинству оценено это изобретение было лишь в 1951 году, после Всемирной Лондонской выставки; с тех пор портландцемент всех разновидностей традиционно именуют «английским».
Ради исторической справедливости надо пояснить: вяжущее вещество, которое получил в результате своих опытов Аспдин, портландцементом в полной мере отнюдь не являлось — по крайней мере, в сегодняшнем понимании термина. По сути, это была всего лишь качественная, обожженная при более высоких температурах, разновидность романского цемента; к свойствам нынешнего портландцемента гораздо ближе смесь, рецепт которой описан в трудах Е. Г. Челиева. Более поздняя плеяда русских ученых подхватила и развила идеи Егора Герасимовича: над темой цемента работали А.А. Байков и Р.Л. Шуляченко, В.А. Кинд и П.П. Будников, В.Ф. Журавлев, В.Н. Юнг, С.И. Дружинин и другие умы нашего государства. Даже великий Дмитрий Иванович Менделеев, создавая книгу «Основы химии», уделил внимание цементам в связи с химией силикатов.
Советские времена оказались временем расцвета для отраслей науки, занимающихся цементов: руководство молодой страны прекрасно осознавало исключительную важность производства цемента для отечественной экономики. Развивались специализированные научные направления, возникали профильные организации, перспективам цементной отрасли уделялось огромное внимание.
Неразбериха 90-х и последующих годов привела к плачевному результату: практический и научный потенциал отрасли утрачен, как минимум, на 70-75%. И оставшейся четверти, кое-как поддерживающей научные разработки в области производства цемента, просто не выжить без серьезных инвестиций со стороны как государства, так и наиболее заинтересованной стороны — производителей современного цемента.

Читайте так же:
Если цемент размешать один с водой

История цемента

Цементами называют искусственные, порошкообразные вяжущие материалы, которые при взаимодействии с водой, с водными растворами солей или другими жидкостями образовывают пластичную массу, которая со временем затвердевает и превращается в прочное камневидное тело — цементный камень.

Первым природным вяжущим была глина. Глина и жирная земля после смешивания с водой и высыхания приобретали некоторую прочность. Однако в виду низких потребительских качеств данных материалов (с использованием глины возводились постройки, не требующие значительной прочности) — люди занимались поиском более совершенных вяжущих.

Первый ранний предшественник бетона был обнаружен на берегу Дуная на территории современной Югославии — в хижине древнего поселения каменного века находился пол из бетона толщиной до 25 см. Бетон для этого пола приготавливался на гравии и красноватой местной извести. Ориентировочный возраст находки — более 5000 лет до н.э. Но это скорее относится к исключению из правил, массовое применение извести при строительстве датируется гораздо более поздними сроками.

В плане массового использования при строительстве, более чем за 3 тыс. лет до н. э., в Египте, Индии и Китае начали изготавливать искусственные вяжущие — такие как гипс. Это обуславливалось тем, что при обжиге строительного гипса использовалось гораздо меньше топлива (температура обжига 140-190 С), чем для производства извести.

Известь является древнейшим искусственным минеральным вяжущим веществом после гипса , есть сведения, что египтяне использовали смешанные известково-гипсовые растворы при строительстве пирамид. Однако гипс долгое время не терял своих позиций — вследствии меньшей энергоёмкости при производстве, в том же Египте топливо было чрезвычайно дефицитным.

Впервые широко известь стала применяться в Греции для облицовочных работ и в гидротехнических сооружениях. Но лишь в римский период началось массовое применение извести для кладочных растворов. Римляне развили строительное искусство, оставив после себя знаменитые памятники древнего мира.

Читайте так же:
Вредность цемента для организма

Римляне так же составили первые рекомендации по изготовлению и применению известковых растворов. Впервые применив вулканический пепел в качестве добавок — был изобретён предок так называемого «пуцоланнового цемента», названного по месту залежей сырья близ города Поццуолли.

В Киевской Руси основным связующим материалом была известь. Получали ее путем обжига известняка в специальных печах, которая позже гасилась в специальных ямах. Для приготовления строительного раствора использовалась известь разного состава — из чистого известняка получалась жирная белая известь (воздушная), а из известняка с глинистыми примесями — серая (гидравлическая, которая обладает способностью схватываться во влажной среде и использовалась при кладке). Белую известь использовали в основном при штукатурной работе. Хотя согласно некоторым исследованиям этим правилом не всегда руководствовались — вопрос рационального применения различных видов вяжущих также актуален и в современном строительстве. Заполнителем растворов являлась цемянка, т.е. мелкотолченая керамика, а также туф и пемза. Использовалась как специально обожженная и затем размолотая глина, так и недообожённый кирпич, а позже мелкотолченый кирпичный бой более крупных фракций — что давало меньшую усадку при твердении и увеличивало трещиностойкость. Однако тонкомолотая глина придавала дополнительные гидравлические свойства цемянке. Но видно уже тогда вопрос экономии и удешевления материалов и использования отходов производства ( брак кирпича ) не всегда решался в соответствии с задачей сохранения качества продукции. Использование толчённой керамики в качестве заполнителя — прием, широко применявшийся многими древними народами. К примеру, в Индии применялась известь в смеси с сурки — молотым кирпичом. Интересно, что в раннем зодчестве в строительных растворах в качестве заполнителя песок практически не использовался. В качестве вяжущего также использовался гипс, а заполнитель — дробленый алебастр.

Читайте так же:
Модуль упругости цементного раствора

В 1584 г. в Москве был учрежден «Каменный приказ», который наряду с заготовкой строительного камня и выпуском кирпича ведал также изготовлением извести. В частности в Москве появились первые производители — cухих строительных смесей — назывались они цементом (или «сементом»). Активно использовались добавки — бычья кровь, творог, яичный белок, кизяк и другие вещества, что свидетельствует о высоких требованиях к качеству возводившихся сооружений.

В 1829 г. профессор Фукс (Johann-Nepomuk Fuchs, 1774.1856) — немецкий химик и минералог показал, что всякий кремнеземистый минерал может быть годен для гидравлического цемента, если его подвергнуть обжигу. Такие породы, как граниты, гнейсы, порфиры, полевой шпат, слюда и даже простая глина, не говоря о чистом кремнеземе (горный хрусталь, халцедон), все после обжига затвердевают под водой с известью. Вопрос стоял только в доступности сырья и энергоёмкости производства. Еще ранее Фукса были проведены исследования французским инженером Вика , работы которого начались в 1812 г. (Луи Жозеф Вика еще в 1812 г. показал, что обожженная смесь чистой углекислой извести и глины в известной пропорции по измельчении затвердевает с водой без всяких прибавок.), а в 1818 г. он высказал мнение и доказал опытом, что всякий известковистый минерал, содержащий глину в известном количестве, способен дать так называемую гидравлическую (т. е. твердеющую под водой) известь после надлежащего прокаливания. С 1837 по 1841 гг. Вика показал, что большая часть глин владеет свойством превращаться в пуццоланы вследствие обжига, т. е. затвердевать с известью под водой, почему продукт обжига глин и назвали искусственной пуццоланой (цемянкой). Вика предпринял затем исследование разных французских глин, мергелей, известняков, благодаря которому, во Франции быстро стало развиваться производство гидравлических известей и цементов, получаемых прокаливанием естественных глинистых известняков.

Читайте так же:
Минимальный предел прочности при изгибе цемента

Незадолго до Вика, Джеймс Паркер открыл, что глинистые почвы устьев Темзы с 30-35% глины после обжигания и измельчения дают цемент, на производство которого он и взял патент, назвав свой цемент — романским. Несколько лет спустя такое же открытие было сделано французами в Булони. Во Франции они тоже получили название романских цементов, или быстротвердеющих (быстросхватывающих), но впоследствии из естественных глинистых известняков стали делать и медленно схватывающие цементы, почему за всеми цементами этого рода оставлено только название «романских», без других характеристик. Большие неудобства, зависящие от неоднородности глинистых известняков, повели к дальнейшим весьма важным открытиям в приготовлении цементов. Известняки с малым содержанием глины дают гидравлическую известь, с большим содержанием — гидравлические цементы разных характеристик, а естественные толщи мергелей даже незначительной мощности обыкновенно очень неоднородны по составу. Поэтому возникло естественное желание приготовить гидравлический цемент из смеси глины и извести. Вика показал, что это возможно, но практическое осуществление эта мысль получила в России и Англии. Интересно, что до настоящего времени для определения сроков схватывания цементного теста применяется прибор, который по имени его изобретателя называется иглой Вика.

В 1822 г. в Петербурге вышла книга Е.Г. Челиева «Трактат об искусстве приготовлять хорошие строительные растворы», а в 1825 году Челиев в книге «Полное наставление, как приготовлять дешевый и лучший мертель или цемент, весьма прочный для подводных строений» обобщил опыт улучшения свойств вяжущих материалов, накопленный при восстановлении Кремля, разрушенного во время Отечественной войны 1812 года. Егор Герасимович Челиев начинал работать в Саратове, затем стал участником восстановления Москвы после пожара в 1812 году. Именно тогда он начал проводить эксперименты с различными материалами, чтобы найти скрепляющий состав для кирпича и камня. Стремление получить ещё более совершенный вид гидравлического вяжущего привело русского строителя Челиева к важному открытию: при обжиге в горне на сухих дровах смеси извести и глины до «белого жару» (при температуре свыше 1100-1200 С) получался спекшийся продукт, обладавший в измельченном виде высокими механическими свойствами и способностью твердеть в воде. Егор Герасимович Челиев является изобретателем современного цемента.

В 1824 году Джозеф Aспдин, британский каменщик, получил патент на «Усовершенствованный способ производства искусственного камня», который он создал на собственной кухне. Изобретатель нагрел смесь хорошо подробленного известняка и глины в кухонной печи, после раздробил комок смеси в порошок и получил гидравлический цемент, который затвердел при добавлении воды. Aспдин назвал полученный продукт — портландцементом, потому что при производстве он использовал камни с карьера, который находился на острове Портланд. Однако только 30 лет спустя после этого открытия английские портландцементы получили распространение, а затем и преобладание. Толчок дала Лондонская всемирная выставка 1851 г., после которой на континенте весь портландцемент назывался английским. Полученное Аспдином вяжущее не было портландцементом в современном смысле этого слова, а представляло собой разновидность романцемента, полученного при несколько повышенной температуре обжига (900-1000 С) , однако название «портландцемент» сохранилось и поныне. Гидравлическое вяжущее, описанное Е.Г. Челиевым, ближе по свойствам к современному портландцементу, а по качеству превосходило портландцемент Аспдина.

Дело Челиева продолжили русские ученые Р. Л. Шуляченко, А. А. Байков, В. А. Кинд, С. И. Дружинин, В. Н. Юнг, П. П. Будников, В. Ф. Журавлев и др. Д.И. Менделеев в книге «Основы химии» рассматривает ряд вопросов, связанных с химией силикатов, в частности цементов.

После Октябрьской революции развитию цементной науки уделялось большое внимание — так как цементная промышленность является базовой в обеспечение экономической мощи страны. Была создана научная основа цементной промышленности — по всей стране были созданы организации, занимающиеся проблемами и перспективами развития производства цемента.

Последние 15 лет недостаточного внимания к цементной науке привело к тому, что утеряно как минимум 75 % научного потенциала отрасли. Оставшиеся 25 % нуждаются в инвестициях со стороны производителей и поддержке со стороны государства.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector