Что такое цемент знает, наверное, даже ребенок. Самое правильное определение для него - основной строительный материал. И пусть это определение, конечно, далеко от научного, но в нем заключена вся суть и все огромное значение цемента для жизни каждого человека. Попробуйте найти сегодня дом или любую другую постройку, в возведении которых не принимал бы участие цемент. А если учесть тот факт, что цемент используется при изготовлении бетона, то переоценить роль этого строительного материала невозможно.
Цемент по своей сути - это гидравлическое минеральное вяжущее, которое после затвердевания приобретает необычайную прочность. Гидравлическая природа цемента обуславливается тем, что для его затвердевания необходимо присутствие воды. Минеральная же природа цемента состоит в том, что его добывают из материалов, имеющих минеральное происхождение - известняка и глины.
Добыча цемента происходит в специальных карьерах. Извлеченную известь и глину смешивают в соотношении три к одному. Процесс смешивания является очень ответственным этапом, поскольку количество извести в полученной смеси не должно отклоняться больше чем на 0, 1 процента от необходимого. Выдержать такую точность весьма и весьма сложно, поскольку химический состав сырьевых материалов очень сильно зависит от их геологического происхождения. Чтобы не допустить погрешность при смешивании, на заводах все чаще прибегают к помощи компьютерно-вычислительной техники.
После того, как был составлен правильный шлам, его отправляют на обжиг. Материал отправляется в огромную вращающуюся печь, где подвергаются тепловому воздействию при температуре 1450 градусов по Цельсию. Это значение температуры называют точкой спекания, поскольку, достигнув ее, материал начинает оплавляться. В результате обжига получаются комья клинкера - промежуточного продукта. Клинкер измельчается с добавлением небольшого количества гипса, и после этого можно сказать, что цемент готов.
Первый аналог цемента был открыт римлянами. Они обнаружили, что, если к извести добавить определенные материалы, она при смешивании с водой затвердевает и приобретает необычайную твердость. В качестве материалов для смешивания они использовали отложения вулканического пепла Везувия - пуццоланы, и дробленные глиняные кирпичи. Почему эти два разных материала взаимодействовали с известью абсолютно одинаково, они объяснить не могли. А дело было в том, что в их составе присутствовали три оксида - кремния, железа и алюминия -, которые и обеспечивали гидравлические свойства извести. После того, как в средние века случайным образом обнаружили, что продукты обжига загрязненных глиной известняков превосходят по прочности пуццолановые римские смеси, начался период активного экспериментирования. В основном, эксперименты сводились к поиску оптимального соотношения глины и извести. Заключительным этапом изобретения цемента стало открытие точки спекания (1450 градусов).
С этого момента, и по сей день, основная технология добычи цемента кардинально не менялась. Однако существует также специальные виды цементов, технология изготовления которых отличается от вышеописанной.