Цемент

Материал из Cheops.The encyclopedia.

Цемент- (в переводе с латинского «битый камень») — oдин из основных строительных материалов; гидравлическое минеральное вяжущее, приобретающее при затвердевании высокую прочность, также используемое при изготовлении бетона. Его называют гидравлическим, поскольку набор прочности и затвердевание происходит в присутствии воды; полученные из цементных минералов и воды твердые соединения водостойки, то есть нерастворимы в воде. Его называют минеральным, поскольку исходные материалы, используемые для его получения, — минеральной природы (горные породы или продукты их выветривания).

Цемент принципиально отличается от других минеральных вяжущих (гипса, извести), которые твердеют только на воздухе или, затвердев на воздухе, иногда продолжают твердеть во внешней среде.

В самом широком смысле слова цементом называют любой строительный отвердевающий строительный материал - например, известковый цемент.

Исторические сведения

В Древнем Египте в качестве его был известен и использовались 2 вида цемента.

Первым и долгое время практически единственным был гипсовый цемент. Он применялся начиная по крайней мере, с II династии. Обычно раствор состоял из воды, обожженного гипса вперемешку с песком и иногда обломками известняка в качестве наполнителя.

Есть упоминания о использовании смол, (вероятно, древесных), в редких случаях в качестве раствора для скрепления камней.

Известковый цемент - получали методом обжига сначала ракушек, а потом и известняка. Из-за высоких затрат топлива для обжига использовался он мало. Считается, что массово в Древнем Египте он начал использоваться только в эпоху Птолемеев, то есть в IV—I веках до н. э.

В БП Хеопса известны много мест, где строителям пришлось использовать разный цемент: для укрепления трещин балок перекрытия , а также верха юго-восточного угла в Камере Царя. Точная датировка этих попыток ремонта неизвестна. Цементом на основе гипса промазывались стыки блоков кладки внутренних помещений пирамиды, например , стены Большой Галереи и Горизонтального Прохода , по-видимому, и опорные кладки наружнего слоя Пирамиды и ее облицовка.

Древние римляне подмешивали к извести определенные материалы для придания ей гидравлических свойств. Это были:

• пуццоланы (отложения вулканического пепла Везувия);
• дробленые или измельченные кирпичи;
• Трасс, который они нашли в районе г. Эйфеля (затвердевшие отложения вулканического пепла).

Несмотря на различия, все эти материалы содержат в своем составе оксиды: диоксид кремния SiO₂ (кварц или кремнекислота), оксид алюминия Al₂O₃ (глинозем), оксид железа оксид железа (III)|Fe₂O₃ — и вызывают взаимодействие с ними извести; при этом происходит присоединение воды (гидратация) с образованием в первую очередь соединений с кремнеземом. В результате кристаллизуются нерастворимые гидросиликаты кальция. В средние века было случайно обнаружено, что продукты обжига загрязненных глиной известняков по водостойкости не уступают римским пуццолановым смесям и даже превосходят их.

После этого начался упомянутый во введении вековой период усиленного экспериментирования. При этом основное внимание было обращено на разработку специальных месторождений известняка и глины, на оптимальное соотношение этих компонентов. Только после 1844 года пришли к выводу, что, помимо точного соотношения компонентов сырьевой смеси, прежде всего необходима высокая температура обжига (порядка 1450° С) для достижения прочного соединения извести с оксидами. Эти три оксида после спекания с известью определяют гидравлические свойства, и их называют оксидами, обусловливающими гидравличность (факторами гидравличности).