Povijest cementa i betona

Povijest cementa i betona

Cement je nastao prije najmanje 12 milijuna godina. Prirodni se cement stvarao dok je Zemlja prolazila kroz razdoblje intenzivnih geoloških promjena. Ljudi su na početku koristili upravo taj prirodni cement, a s vremenom su otkrili i kako napraviti cement iz drugih materijala.

Jeste li znali? – Stari Rimljani razvili su posebni beton koji se mogao postavljati ispod vode (hidraulični cement). Njihova posebna mješavina sadržavala je vapno i vulkanski pepeo. Taj je beton bio tako čvrst da mnoge njihove građevine, mostovi i ceste postoje još i danas, 2000 godina nakon što su izgrađeni.

12.000.000 g. p.n.e.

Na prostoru današnjeg Izraela odvile su se reakcije između vapnenca i uljnog škriljca pri spontanom sagorijevanju te su tako nastala ležišta cementnih spojeva. Ležišta su pronašli izraelski geolozi tijekom 1960-ih i 1970-ih godina.

3000. g. p.n.e.  Egipćani
Koristili blato pomiješano sa slamom kako bi povezali osušene cigle. Pri izgradnji piramida koristili i žbuku od gipsa i vapna.
Kinezi Koristili cementni materijal za povezivanje bambusa za brodove i pri izgradnji Kineskog zida.
800. g. p.n.e.
Grčka, Kreta i Cipar
Koristili žbuku od vapna koja je bila puno čvršća od kasnije rimske žbuke.
300. g. p.n.e.
Babilonci i Asirci
Koristili bitumen za povezivanje kamenja i cigli.
300. g. p.n.e. – 476. n.e. Rimljani
Koristili pozzolanski cement iz Pozzuolija, pokraj Vezuva, za izgradnju Apijske ceste, rimskih toplica, rimskog amfiteatra i Panteona te akvadukta Pont du Gard u južnoj Francuskoj. Koristili su vapno kao cementni materijal. Plinije je zabilježio kako je mješavina žbuke sadržavala vapno i pijesak u omjeru 1:4. Vitruvije navodi omjer pozzolanskog pijeska i vapna od 2:1. Životinjska mast, mlijeko i krv koristili su se kao aditivi (tvari koje se dodaju cementu za poboljšanje svojstava). Te građevine postoje još i danas!
1200. – 1500. Srednji vijek Opala je kvaliteta cementnih materijala. Upotreba živog vapna i pozzolana (mješavine s aditivima) bila je izgubljena, ali je ponovo uvedena u 14. stoljeću.
1678. Joseph Moxon piše o skrivenoj vatri u zagrijanom vapnu koja se pokazuje kada se doda voda.
1779.
Bry Higgins izdao patent za hidraulični cement (žbuku) za vanjsko žbukanje.
1780.
Bry Higgins objavljuje knjigu „Experiments and Observations Made With the View of Improving the Art of Composing and Applying Calcereous Cements and of Preparing Quicklime“ (Pokusi i opažanja u pogledu poboljšanja umijeća sastavljanja i primjene sedrenih cementa i pripreme živog vapna).
1793. John Smeaton otkriva da se pečenjem vapnenca koji sadrži glinu dobiva vapno koje može očvrsnuti i pod vodom (hidraulično vapno). Koristio je hidraulično vapno za obnovu svjetionika Eddystone u Cornwallu u Engleskoj. Određen je za izvođača 1756., ali je prvo morao izumiti materijal otporan na vodu. O svom je radu napisao knjigu.
1796. Englez James Parker patentira prirodni hidraulični cement dobiven pečenjem grumenja nepročišćenog vapnenca koji sadrže glinu. To je poznato kao Parkerov cement ili rimski cement.
1802.
U Francuskoj se koristi sličan proces dobivanja rimskog cementa.
1810.
Edgar Dobbs registrira patent za hidrauličnu žbuku, koja je nažalost bila loše kvalitete zbog nepravilnog pečenja.
1812. -1813. Francuz Louis Vicat priprema umjetno hidraulično vapno pečenjem sintetskih mješavina vapnenca i gline.
1818. Maurice St. Leger registrira patente za hidraulični cement. U SAD-u proizveden prirodni cement – vapnenac koji prirodno ima odgovarajući sadržaj gline te daje istu vrstu betona koju je otkrio John Smeaton.
1820. – 1821.
John Tickell i Abraham Chambers registriraju dodatne patente za hidraulični cement.
1822. Englez James Frost priprema umjetno hidraulično vapno slično Vicatovom i naziva ga britanskim cementom.
1824.
Englez Joseph Aspdin izumio portland cement pečenjem fino mljevene krede s glinom u prahu u peći za vapno, sve do odstranjivanja ugljikovog dioksida. Nakon toga je samljeo sinterirani proizvod i nazvao ga portland cement, prema visokokvalitetnom kamenu iz Portlanda u Engleskoj.
1828. I. K. Brunel prvi primijenio portland cement u građevini, za popunjavanje pukotina u tunelu ispod Temze.
1830. Prva proizvodnja vapna i hidrauličnog cementa u Kanadi.
1836. Prvi sistematični pokusi vlačne i tlačne čvrstoće u Njemačkoj.
1843. Tvrtka J. M. Mauder, Son & Co. Licencirana za proizvodnju patentiranog portland cementa.
1845. Isaac Johnson tvrdi da je sirovine iz portland cementa uspio spaliti na temperaturama za proizvodnju klinkera.
1849. Pettenkofer i Fuches obavili prvu preciznu kemijsku analizu portland cementa.
1860. Početak ere portland cementa suvremenog sastava.
1862. Englez Blake Stonebreaker predstavio drobilice za klinker.
1867. Francuz Joseph Monier ojačao lonce za cvijeće Amerikanca Williama Wanda pomoću žice i tako uveo ideju željeznih armatura.
1871. David Saylor registrirao prvi američki patent za portland cement. Pokazao važnost proizvodnje pravog cementnog klinkera.
1880. Englez J. Grant pokazao važnost korištenja najčvršćih i najgušćih dijelova klinkera. Glavni su se sastojci kemijski analizirali.
1886. Prva rotacijska peć predstavljena u Engleskoj i zamijenila peći s okomitom osovinom.
1887. Francuz Henri Le Chatelier odredio je omjer oksida radi pripreme pravilne količine vapna za proizvodnju cementa. Komponente je nazvao ovako: alit (trikalcij silikat), belit (dikalcij silikat) i celit (tetrakalcij aluminoferit). Ustvrdio je kako očvršćivanje nastaje formiranjem kristalnih proizvoda reakcije cementa i vode.
1889. Izgrađen prvi most od armiranog betona.
1890. Dodavanje gipsa pri mljevenju klinkera za usporavanje otvrdnjivanja betona prvi put obavljeno u SAD-u. Okomite peći zamijenjene rotacijskima i uveden kuglični mlin za mljevenje cementa.
1891. George Bartholomew postavio prvu betonsku ulicu u SAD-u, u gradu Bellefontaine u Ohiju. Postoji još i danas!
1893. William Michaelis ustvrdio da hidratizirani metasilikati tvore želatinoznu masu (gel) koji tijekom vremena dehidrira i otvrdne.
1900. Standardizirani osnovni testovi na cementu.
1903. Prva betonska višekatnica izgrađena u Cincinnatiju u Ohiju.
1908. Thomas Edison izgradio jeftine i udobne betonske kuće u gradu Union u New Jerseyu. Postoje još i danas!
1909. Thomas Edison registrirao patent za rotacijske peći.
1929. Amerikanac Dr. Linus Pauling postavio skup načela za strukture složenih silikata.
1930. Uvedene tvari za stvaranje mjehurića zraka u cementu kako bi se poboljšala otpornost na oštećenja nastala smrzavanjem, odnosno otapanjem leda.
1936. Izgrađene prve velike betonske brane, Hooverova i brana Grand Coulee. Postoje još uvijek!
1956. Američki kongres donio zakon o federalnoj međudržavnoj autocesti.
1967. Prva sportska građevina s betonskom kupolom, Assembly Hall, izgrađena na Sveučilištu u Illinoisu, u urbanom području Urbana-Champaign.
1970. Prvi put uvedeno ojačavanje cementa vlaknima.
1975. Izgrađen CN toranj u Torontu u Kanadi, najviša zgrada izgrađena lijevanjem cementa u pomične forme. Izgrađena najviša zgrada, Water Tower Place u Chicagu.
1980. Prvi put uvedeni superplastifikatori kao aditiv cementu.  
1985. Prvi put uveden silikatni prah kao pozzolanski aditiv. Beton „najviše čvrstoće“ upotrijebljen u izgradnji Union Plaze u Seattleu.
1992.  Izgrađena najviša zgrada od armiranog betona, na adresi S. Wacker Dr. 311 u Chicagu.
Sadržaj osigurao Institut za informacije o mineralima, © 2002 www.mii.org
Building the Future
Copyright © 2017 CEMEX S.A.B. de C.V. All rights reserved