Краткий исторический очерк развития производства вяжущих веществ

 

Строительные материалы сыграли большую роль в развитии культуры и техники. Без них невозможно было бы возведение промышленных, жилых и общественных зданий, мостов, туннелей, плотин и многих других сооружений. Одно из первых мест среди строительных материалов занимают вяжущие вещества, которые применяются для соединения отдельных камней или составных частей зданий, а также для их изготовления.

В глубокой древности, когда люди ещё не знали вяжущих веществ, каменные строения складывались из больших отесанных или неотесанных камней, плотно пригонявшихся друг к другу. Иногда эти камни скреплялись между собой скобами. Однако строить таким образом сколько-нибудь значительные сооружения было невозможно, а потому люди стали искать другие способы соединения отдельных камней. Результатом этих поисков было использование вяжущих веществ, из которых раньше всех стали применять глину, благодаря ее пластическим и вяжущим свойствам. Глину можно было употреблять в качестве вяжущего, не обжигая, что делало ее широко доступной.

При высыхании жирная глина дает усадку, что является причиной появления трещин. Во избежании этого стали употреблять запесоченную глину или смесь жирной глины с песком. Такие глиняные растворы имели невысокую механическую прочность. Для увеличения прочности к глине добавляли различные волокнистые материалы, как, например солому. Глина как вяжущий материал применяется и в настоящее время для кладки небольших печей, устройства глинобитных полов и изготовления небольших строений, от которых не требуется значительная прочность.

Примерно 4-3 тыс. лет до нашей эры появились более прочные вяжущие вещества, получаемые искусственно путем обжига. Первым из них был строительный гипс, получаемый обжигом гипсового камня при сравнительно невысокой температуре 140-190° C . Вслед за гипсом появилась воздушная известь, изготовляемая путем обжига известняка при более высокой температуре. Египтяне применяли гипс при возведении пирамид и других монументальных сооружений. Они изготовляли растворы также из смеси гипса с известью. При сооружении некоторых пирамид применялся известковый раствор.

В Китае использовали известь при возведении ряда участков Великой китайской стены, построенной примерно 200 лет до нашей эры.

Столь раннее появление строительного гипса и извести объясняется довольно широким распространением гипсового камня и известняка и легкой их разработкой. Эти породы использовались для сооружения очагов. Изменения, происходящие с гипсовым камнем и известняком при обжиге, вероятно, и натолкнули на мысль применять эти материалы для производства вяжущих веществ.

В начале нашей эры римлян не удовлетворяли известные в то время воздушные вяжущие вещества, какими являлись строительный гипс и известь. Развивающееся городское хозяйство и дорожное строительство требовали водостойких вяжущих веществ с более высокой прочностью. Поэтому римляне строили водоводы,каналы и аналогичные сооружения на известковых растворах, к которым примешивали толченый кирпич или пуццолану. Это было возможно, так как в то время уже существовало производство кирпича, а также вследствие того, что в Италии- стране с большим числом действующих и потухших вулканов- имелись громадные запасы трассов, туфов и других продуктов вулканических извержений, известных под общим названием ((пуццоланы)) (по месту их залежей вблизи итальянского города Поццуолли).

После падения Западной Римской империи(476 г. нашей эры).наблюдается упадок строительной техники.

В России применять вяжущие материалы стали очень давно при возведении городских стен, башен, церквей и т. п. Развитие производства вяжущих материалов было вызвано строительством древних русских городов-Киева, Новгорода, Пскова, Ростова, Суздаля, Владимира, Москвы и др.

По данным Б. С. Швецова и В. В. Суровцева , известковый раствор был применен в России в X в. при сооружении Десятинной церкви в Киеве. При строительстве в XII в. церкви в селе Кидекши близ Суздали была применена известь с добавкой цемянка, т.е. толченого кирпича, что повышало прочность и водостойкость извести.

В. Н. Юнг установил, что смоленский Борисоглебский собор был сложен в XI в. на известково-цемяночном растворе из жирной маломагнезиальной извести с добавкой кварцевого песка. В XII в. на известково-цемяночном растворе из магнезиальной и, следовательно, малопластичной извести был построен в Полоцке Софийский собор. В том же веке Дмитриевский собор во Владимире был сложен на растворе из жирной маломагнезиальной извести с песчано-карбонатным заполнителем. Позднее в XV в. для строительства Ивангородской крепости был применен раствор из тощей маломагнезиальной извести с песчаным наполнителем.

Стены московского Кремля были сложены в 1485-1495 гг. также на извести.

В 1584 г. (последний год царствования Ивана IV ) был основан в Москве (Каменный приказ), который наряду с добычей камня и обжигом кирпича ведал также изготовлением извести.

Кирпичное производство давало в те времена много боя, использование которого для изготовления известковых растворов вместо песка положило начало получению известково-цемяночных растворов, отличающихся повышенной прочностью и водостойкостью. Уже давно русские мастера знали, что предпочтительнее применять в качестве добавки к извести недожженный кирпич. Применялась и обработка известково-цемяночных растворов с водой под жерновами или на бегунах. Были известны также растворы из извести и природных пуццолановых материалов, которые применялись главным образом на юге России.

В XVIII в. наблюдался подъем строительной техники. Середина этого века характерна началом создания научных основ в области вяжущих и растворов.

В Англии в эту пору ощущалась большая потребность в гидравлических вяжущих веществах. Являясь крупной морской державой, Англия нуждалась в устройстве портовых сооружений и маяков. Не имея в своей стране вулканических пород, англичане пошли по другому пути. Обжигая известняки с примесями глины и наблюдая качество полученного продукта, они пришли к выводу, что лучшими гидравлическими свойствами и более высокой прочностью обладает известь, полученная не из чистых известняков, а из известняков, содержащих глинистые примеси.

В 1756 г. англичанин Джон Смитон применил при строительстве Эддистонского маяка продукт, полученный обжигом известняка, содержащего глинистые примеси. Это вяжущее обладало гидравлическими свойствами и поэтому впоследствии было названо гидравлической известью.

 

Производство гидравлической извести возникло в Англии практически вместе с появлением паровой машины, развитием металлургии и ряда других отраслей, вызвавших рост строительных работ.

В 1796 г. англичанин Джеймс Паркер предъявил патент на производство негасящейся извести, требующей после обжига помола и твердеющей под водой. Этот продукт напоминал цветом древние римские смеси из извести и пуццоланы и поэтому был назван романцементом ( римским цементом).

Французский ученый Луи Жозеф Вика опубликовал в 1818 г. труд ((Экспериментальные исследования строительных известей, бетонов и обычных растворов)), в котором изложил результаты своих работ в этой области. Он предложил классификацию гидравлических известей, в основу которой положил весовое отношение кремнезема и глинозема к окиси кальция. Им же был предложен способ производства искусственной гидравлической извести.

Начатое в XVIII в. при Петре I строительство Петербурга, Кронштата, мостов, каналов и других гидротехнических сооружений вызвало усиленный спрос на гидравлические вяжущие вещества повышенной прочности.

По сохранившимся записям, указам и другим архивным материалам, наименование (цемент), или (семен)), появилось в России в начале XVIII в. Однако, как это отмечает И. Л. Значко-Яворский, этими терминами в то время обозначались измельченные,иногда обожженные добавки, придававшие воздушной извести гидравлические свойства (цемянка, глинит) или ускоряющие твердение воздушной и гидравлической извести(карбонаты кальция и магния).

В XVIII в. в России появляются первые книги, в которых в той или иной степени освещаются вопросы технологии производства и применения вяжущих веществ и обобщаются накопленные к тому времени опытны данные. Так, в вышедшей в 1784 г. книге (Зрелище природы и художеств) описывается, в частности, обжиг строительного гипса.

Работавший профессором по курсу строительного искусства в Петербургском институте Корпуса инженеров путей сообщения французский ученый Антуа Рокур де Шарлевиль опубликовал в 1822 г. (Трактат об искусстве изготовлять хорошие строительные растворы...). В этом обширном труде приводятся результаты исследований известковых пород Петербургской губернии с целью получения воздушной и гидравлической извести. Автор перечисляет многие применяемые естественные и искусственные гидравлические добавки, причем указывает, что кремнезем в виде геля придает воздушной извести гидравлические свойства, а кремнезем гидравлический не оказывает такого влияния. Он отмечает превосходство специально обожженной глины (глинита) над толченым кирпичом (цемянкой) в качестве искусственной гидравлической добавки и объясняет это более активным растворимым состоянием в глините кремнезема и полуторных окислов.

В трактате различаются три гидравлических продукта. При обжиге природной смеси глины и известняка образуется (гидравлическая известь, представляющая настоящий натуральный цемент). Если обжечь смесь необожженной глины с известью, то получают (гидравлическую известь, представляющую искусственный цемент). Смешивая же обожженную глину с известью,можно получить (искусственную гидравлическую известь, так называемый искусственный цемент, изготовленный на холоду). В трактате изложены основы подбора состава растворов и ряд других важных вопросов.

После Отечественной войны 1812 г. в Москве развернулись большие строительные работы,прежде всего по восстановлению разрушенного Наполеоном Кремля. Егор Герасимович Челиев, начальник Московской военно-рабочей бригады мастерских команд, производивших строительные работы в Москве, обобщал накопленный русскими строителями опыт и описал способ производства гидравлического вяжущего. В 1825 г. в Москве была издана его книга (Полное наставление, как приготовлять дешевый и лучший мертель или цемент,весьма прочный для подводных строений,как-то: каналов, мостов, бассейнов, плотин, подвалов, погребов и штукатурки каменных и деревянных строений).

В этой книге Е. Челиев описывает производство вяжущего вещества из искусственной сырьевой смеси, состоящей из одной части извести, обожженной из известняка, и одной части глины. Эти материалы смешивали друг с другом в присутствии воды; из полученной смеси формировали кирпичи,которые обжигались в горне на сухих дровах добела(примерно при температуре 1100-1200-------). Продукт обжига Челиев предлагал измельчать на жерновах и просеивать через решета и грохоты, а затем упаковывать в бочки. Он считал необходимым брать гашеную известь, а не молотый известняк, так как последний нельзя было измолоть на существующих в то время аппаратах до такой тонкости,которую имеет гашеная известь. Уже тогда Челиев предлагал добавлять гипс к полученному им цементу для повышения прочности атмосфероустойчивости, а также для активизации лежавшего без употребления в течении длительного времени продукта.

В 1824 г. англичанином Джозефом Аспдином был заявлен патент на производство вяжущего вещества,названного им портландцементом, так как это вещество в затвердевшем виде по цвету и прочности сильно походило на портландский камень, добываемый вблизи г. Портленда. Получали портландцемент путем обжига искусственной смеси известняка с глиной до полного удаления углекислоты при температуре порядка 900-1000 ° C и последующего измельчения обожженного материала в порошок.

 

Средние цены производителей (руб./тонна)
...
Средние потребительские цены (руб./тонна)
...

Cвидетельство о регистрации СМИ: Эл № ФС77-34788. При перепечатке и использовании информации, ссылка на http://irsm.ru обязательна, на сетевых ресурсах ссылка должна быть активной. Администрация портала не несет ответственность за содержание информации и рекламы оставленной третьими лицами. 18+

Rambler's Top100 Яндекс.Метрика