Як отримати цемент?

Сьогодні цемент є незамінним при будівництві. Він є основним компонентом бетонного розчину. Без цементу не отримати міцних будівельних блоків, не збудувати ні мосту, ні будівлі, ні стадіону, ні аеродрому. Особливо важлива властивість цементу – твердіти у воді. Ще в давнину для надання вапна здатності твердіти у воді до неї додавали природний вулканічний продукт – пуццолан, або штучний – цегляний пил. Всі ці матеріали містять у своєму складі оксиди: діоксид кремнію SiO₂ (кварц або кремнекислота), оксид алюмінію Al₂O₃ (глинозем), оксид заліза Fe₂O₃ - і при цьому відбувається приєднання води (гідратація) з утворенням насамперед сполук з кремнеземом. В результаті кристалізуються нерозчинні гідросилікати кальцію. У середні віки було випадково виявлено, що продукти випалу забруднених глиною вапняків водостійкістю не поступаються римським пуцолановим сумішам і навіть перевершують їх.

Виявляється, щоб виробляти цемент потрібен доменний шлак, який раніше ніде не застосовувався і просто викидали. Для цього рідкий шлак змішують з рудою глиною або перемелений шлак обпалюють разом із глиною. Внаслідок складних реакцій між силікатами шлаку та каоліном глини виходять складні алюмосилікати кальцію – цемент.

У 1824 році Д. Аспдін отримав патент в Англії на виготовлення цементу з вапняного пилу, змішаного з глиною і обпаленої при високій температурі. Отриманий при цьому ніздрюватий сірий матеріал, що називається клінкером, він розламував і змішував з водою. Під час застигання утворювався дуже міцний будівельний камінь, який винахідник назвав портландцемент, оскільки за кольором і міцністю він нагадував будівельний камінь, який видобувається в англійському місті Портланді. Назва цементу збереглася.

У переважній більшості випадків під цементом мають на увазі портландцемент та цементи на основі портландцементного клінкеру. Наприкінці 20 століття кількість різновидів цементу становила близько 30. За міцністю цемент ділиться на марки, які визначаються переважно межею міцності при стисканні половинок зразків-призм розміром 40*40*160 мм, виготовлених із розчину цементу 1:3 з кварцовим піском. Марки виражаються в числах М100 - М600 позначають міцність при стисканні відповідно в 100-600 кг/см² (10-60 МПа).