Цемент - штучне, порошкоподібна, мінеральне в'язке речовина, яка купує при взаємодії з водою, водними розчинами солей або іншими рідинами високу в'язкість і після затвердіння - високу міцність. Міцне кам'яне тіло, утворене в результаті затвердіння називається цементним каменем. Цемент в перекладі з латинської означає «битий камінь». Цемент відноситься до одного з основних будівельних матеріалів і застосовується при виготовленні бетону та похідних матеріалів, наприклад, залізобетонних виробів.
Цементу часто приписують два імені - гідравлічний і мінеральний. Гідравлічним його називають за те, що затвердіння відбувається безпосередньо в рідині і після цього отримане тверде з'єднання в воді не розчиняється. Мінеральним - оскільки матеріали, використовувані для отримання цементу - це гірські породи або продукти їх вивітрювання, тобто мінеральні породи.
Під історією цементу будемо розглядати історію застосування природних в'яжучих речовин. Одним з перших застосовуваних таких речовин була глина. Зазвичай її змішували з жирної землею і отриману суміш сушили. Однак, такі вироби мали обмежену міцність і їх застосування в будівництві було досить вузьким. Потрібно було знайти матеріал, що володіє великими в'яжучими властивістю, ніж чим глина.
Заміною глині стали два основних в'яжучих речовини: вапно і гіпс. У стародавньому Єгипті при будівництві пірамід виготовляли розчини вапна і гіпсу. Гіпсові розчини поступаюся вапняним по міцності, але вимагають значно менших зусиль для випалу. У зв'язку з цим гіпс довго не здавав своїх позицій в Єгипті, де завжди існував великий дефіцит на паливо для випалу, наприклад, деревину.
У Китаї і Індії вперше почали використовувати такі в'яжучі як гіпс більш ніж за 3 тис.р. до н.е. У той час існував спеціальний будівельний гіпс. Температура випалу такого гіпсу могла бути в межах 150-180 градусів Цельсія.
Бетон з застосуванням вапна вперше був виявлений на березі Дунаю, зараз це територія сучасної Югославії. В одній із хатин був обладнаний бетонну підлогу, товщиною 25 см. Ця знахідка носила одиничний характер, масове використання бетонної суміші стало частим в набагато більш пізні роки. При виготовленні бетону був використаний гравій і червона місцева вапно. Вік знахідки - більше 5000 років до нашої ери.
У середні століття вироблялося посилене експериментування над вапняковими сумішами. Зовсім випадково було виявлено, що продукти випалу, виготовлені із забруднених глиною вапняків по водостійкості перевершують Римські пуццолановиє суміші. Багато уваги приділялося співвідношенню концентрацій вапняку і глини в розчинах і на розробку нових родовищ. В кінці 18 століття прийшли до висновку, що для достатньої фортеці сухої суміші крім оптимальної концентрації необхідна ще і дуже висока температура випалу.
Якщо згадувати Київську Русь - матеріалом, на якому ґрунтувалися всі будівельні суміші служила вапно. Спочатку вапняк обпалювали в спеціально виготовлених для цього печах, а потім гасили в ямах. З вапняку з домішками глини в Київській Русі отримували сіру вапно, з чистого вапняку отримували жирну білу вапно. Білу вапно застосовували в штукатурних роботах, сіру вапно використовували в умовах, де необхідне було властивість застигати у вологих умовах, в основному це було застосовано до кладки. У Мокве, в 1584 році був створений так званий «Кам'яний союз», який завідував виготовленням вапна. Крім цього у «Кам'яного союзу» були такі області відповідальності, як заготівля будівельного каменю і випуск цегли. Перші сухі будівельні суміші називалися «Сементів». Як добавки в перші цементні суміші активно використовувалися такі складові як яєчний білок, бичача кров і кізяк.
Як і в минулому, зараз для виготовлення цементу використовують такі будівельні суміші як вапняк і глина. Вапняк становить приблизно 75% від загальної кількості, решта 25% займає глина. Обидва компоненти дрібно подрібнюють і перемішують. Співвідношення часток складових є досить важким процесом і навіть такі частки, як 0,1% можуть значно впливати на властивості бетону надалі.
Виготовлену суміш поміщають в обертову піч довжиною до 180-220 метрів і діаметром до 7-9 метрів і обпалюють при температурі до 1450 о С. Цю температуру ще називають температурою спікання. В результаті випалення виходять великі грудки, так звані клінкери. Ці грудки надалі роздрібнюють і додають трохи гіпсу, максимально до 6% в загальній частці суміші.
Після цього цемент упаковують у волого і разривостойкіе мішки або ємності і доставляють до необхідного місця. Ще одним способом транспортування є машини або поїзда обладнані спеціальними ємностями.