Το τσιμέντο

Το τσιμέντο είναι βιομηχανικό υλικό που παράγεται με την έψηση μίγματος από αλεσμένο ασβεστόλιθο και άργιλο σε ειδικούς κλιβάνους, σε θερμοκρασίες της τάξης των 1.450oC. Το προϊόν που προκύπτει στις συνθήκες αυτές από το μετασχηματισμό των πρώτων υλών ονομάζεται κλίνκερ και στην συνέχεια αλέθεται σε σκόνη για να γίνει το τσιμέντο που όλοι γνωρίζουμε.

Το κοινό τσιμέντο είναι ένα γκρίζο λεπτόκοκκο υλικό, που προκύπτει από τη άλεση του ενδιάμεσου προϊόντος της τσιμεντοβιομηχανίας που είναι το κλίνκερ (clinker) μαζί με γύψο, ασβεστόλιθο και κατά περίπτωση άλλα συστατικά.

Πηγή: orykta.gr

Ιστορία – Εξέλιξη

Η χρήση του τσιμέντου έχει πολύ μεγάλη ιστορία. Το αρχαιότερο γνωστό σήμερα σκυρόδεμα, χρονολογούμενο από το 7000 π.Χ., βρίσκεται στο σημερινό Ισραήλ, αποτελείται από μίγμα ασβέστη με πέτρες και σχηματίζει ένα δάπεδο. Ενδεικτικό μάλιστα είναι πως και στην περίπτωση της μεγάλης πυραμίδας της Αιγύπτου αλλά και για την κατασκευή του Σινικού Τείχους, φαίνεται πως χρησιμοποιήθηκαν τσιμεντοειδή υλικά.

Αυτή η τεχνική χτισίματος μεταφέρθηκε και στην αρχαία Ελλάδα όπου χρησιμοποιήθηκαν διάφορα μίγματα ασβέστη για χτίσιμο και για επικάλυψη πλίνθων φτιαγμένων από πηλό και ξεραμένων στον ήλιο. Οι αρχαίοι Έλληνες ήταν ίσως οι πρώτοι που χρησιμοποίησαν υδραυλικές κονίες, δηλαδή κονίες που όταν ανακατευτούν με το νερό μπορούν να πήξουν και να σκληρυνθούν τόσο στον αέρα όσο και μέσα στο νερό, επιτυγχάνοντας πολύ μεγαλύτερη ανθεκτικότητα στις χρόνιες επιδράσεις του περιβάλλοντος.

Κατά τον 1 αιώνα μ.Χ., οι Ρωμαίοι τελειοποίησαν αυτό το «συνδετικό υλικό». Προσθέτοντας ηφαιστειογενές υλικό από την περιοχή Pozzuoli, κοντά στη Νάπολη, ανακάλυψαν ότι μπορούσαν να επιτύχουν την πήξη αυτού του μίγματος κάτω από το νερό.

Ωστόσο, το πρώτο ουσιαστικά βήμα για τη δημιουργία του τσιμέντου υπό τη μορφή που χρησιμοποιείται σήμερα, αποδίδεται στον Άγγλο μηχανικό John Smeaton, ο οποίος έφτιαξε στα μέσα του 1700 μ.X. το πρώτο σύγχρονο σκυρόδεμα αναμιγνύοντας βότσαλα και αλεσμένα τούβλα (ως αδρανή) με υδραυλική κονία. Μερικά χρόνια αργότερα, το 1824 ο Άγγλος εφευρέτης Joseph Aspdin, εφηύρε το Portland Cement, το οποίο παρέμεινε η κυρίαρχη μορφή τσιμέντου που χρησιμοποιείται στην παραγωγή σκυροδέματος.

Το οπλισμένο σκυρόδεμα δημιουργήθηκε το 1849 από τον Joseph Monier, και συνδυάζει την αντοχή εφελκυσμού και κάμψης του χάλυβα και την αντοχή σε θλίψη του σκυροδέματος για να αντέχει σε μεγάλα φορτία, επιτρέποντας τη χρήση του σε φορείς κτιρίων, γεφυρών και άλλων κατασκευών.

Οι αρχές του 20ου αιώνα σηματοδοτούνται από δύο σημαντικές καινοτομίες στην παραγωγή τσιμέντου:

α) την παραγωγή λευκού τσιμέντου με αντικατάσταση της αργίλου με καολίνη, και

β) την ανακάλυψη του Ciment Fondu® από τον Jules Bied τo 1908, ενός τσιμέντου παρασκευασμένου από μίγμα ασβεστόλιθου και βωξίτη που παρουσιάζει ανθεκτικότητα σε ακραίες περιβαλλοντικές συνθήκες και υψηλές θερμοκρασίες.

Διαδικασία Παραγωγής και χρήσεις τσιμέντου

Η διαδικασία παραγωγής τσιμέντου απεικονίζεται στο παρακάτω σχήμα:

Τα προϊόντα που μπορούν να προκύψουν από το τσιμέντο είναι:

01

Σκυρόδεμα ή μπετόν (Concrete, beton) από την ανάμειξη του τσιμέντου με άμμο, χαλίκια (σκύρα) και νερό.

02

Οπλισμένο σκυρόδεμα ή οπλισμένο μπετόν (reinforced concrete, béton armé) από το συνδυασμό χάλυβα (υπό μορφή κυκλικών ράβδων ή πλέγματος) και σκυροδέματος.

03

Κονία τσιμέντου (cement mortar) που προκύπτει από την ανάμειξη του τσιμέντου με άμμο και νερό.

04

Συνδετικά υλικά (κόλλες) από την ανάμειξη του τσιμέντου με λεπτόκοκκα αδρανή υλικά.

05

Άλλα δομικά υλικά όπως τσιμεντόλιθοι, σωλήνες, προκατασκευασμένα στοιχεία κ.ά.