Історія застосування вапна.

 
          Перші свідчення використання вапна як будівельного матеріалу датується 4000 до н.е. єгиптянам, які використовували вапно, гіпс в будівництві пірамід. Висновки зі східної Туреччини свідчать про використання вапна вже  14 000 років тому. Поширення масового використання вапна практично в промислових масштабах, було в Римській імперії. Вітрувіус, римський архітектор, відкриває перший відомий "рецепт" для вапняного розчину. У період Римської імперії, приблизно 2000 років тому, була відкрито ще одна чудова властивість вапна. Якщо до неї додати в здрібненому виді деякі речовини, отримана суміш здобуває здатність твердіти не тільки в сухих умовах, але й у воді.

Негашене вапно одержують прожарюванням (випалюванням) вапняку або крейди при 1000—1200°С. Процес «випалювання» здійснюють у вертикальних шахтних печах, облицьованих зсередини вогнетривкою цеглою. Шихту, тобто суміш вапняку і коксу, завантажують у піч через верхній отвір. Куски вапняку і коксу роблять такими, щоб їх діаметр був приблизно 10 см. Тоді повітря і топочні гази легко проходять крізь шихту, і вапняк розкладається рівномірно по всій масі. Гарячі гази, що виникають при горінні палива і розкладі вапняку, піднімаючись вгору, поступово охолоджуються, нагріваючи шихту. Палене вапно опускається в нижню частину печі, де охолоджується повітрям, що подається знизу.

Вапно дуже широко застосовується у будівельній справі, а також у хімічній промисловості для одержання хлорного вапна. Щорічний світовий видобуток вапна становить сотні мільйонів тонн. У будівництві використовують гашене вапно. З цією метою негашене вапно обробляють водою. При цьому пористі куски негашеного вапна жадібно поглинають воду і реагують з нею з виділенням значної кількості тепла. Внаслідок цього частина води випаровує, а негашене вапно перетворюється у пухку масу гашеного вапна, яку називають пушонкою. При надлишку води гашене вапно утворюється у вигляді тістоподібної маси. У будівництві гашене вапно змішують з 3-4 частинами піску і додають таку кількість води, щоб утворилася кашкоподібна маса. Цю масу називають вапняним розчином і вживають для зв'язування цегли при будуванні цегляних стін і як штукатурку. До вапняного розчину, що йде для зв'язування цегли і зовнішньої штукатурки, інколи додають цемент, а до внутрішньої штукатурки - гіпс. Зв'язуючі властивості гашеного вапна основуються на тому, що гашене вапно поступово кристалізується і, реагуючи з вуглекислим газом повітря, перетворюється в тверду камнеподібну масу.  

Екологічне значення вапна, однак, було виявлено у недавньому минулому, коли широка громадськість усвідомила необхідність охорони навколишнього середовища. Можна сказати, що вапно є матеріал, який виходить від природи, дуже корисний для збереження природи й повернення до природи. У наш час, більш ніж на 20% вапна використовується для охорони навколишнього середовища.
Вапно виготовлене із сировини, яка практично повсюди є на нашій планеті (величезні запаси вапняку), або сировинні матеріали, імпортовані на мінімальну відстань.
Виробництво коштує не дорого – витрати на паливо при випалюванні та відходи, в основному СО2. Основні характеристики вапна: очищувальні властивості - нейтралізація кислоти навколишнього середовища, створення нерозчинних з'єднань із більшістю хімічних речовин, стабілізація осаду поглинанням води з різних шарів,
знищення бактерій, воно підходить для очищення води, для зменшення твердості води.

Вапно - це будівельний матеріал, за яким велике майбутнє.

 

 

Історія цементу.

 

Здавна люди шукали такий матеріал, який би зміг скріпити камені, зміцнити стіни. Для цієї мети використовували глину, розчини з вапняку і гіпсу. І з часом римляни придумали суміш, яка давала можливість будувати міцні та довговічні конструкції. Технології добування були відомі у стародавньому Єгипті. Вважається також, що єгипетські піраміди були побудовані з бетонних блоків, на основі гіпотези, що серед кам'яних брил пірамід було знайдено волосину. Відомі Римські купальні, Колізей - приклади конструкцій, де використовувалися будівельні суміші на основі цементу, що одержували при змішуванні гашене вапно з вулканічним туфом (пуцоланом - від імені міста Пуцуоллі в Італії, де були великі поклади пуцолани - вулканічного попелу). Великий період часу був втрачений рецепт виробництва цементу і  був відновлений в 18 ст.  Цемент виготовлявся шляхом випалу природних сумішей, в які входили вапняк і глина, його властивості відрізнялися, оскільки залежало від сировини, з якого він був зроблений. При випалі суміші вапна і глини до "білого жару" (t° понад 1100-1200 °С) отримували продукт, який у подрібненому виді твердів у воді.

На початку 19 ст. році британський муляр Д.Aспдін на власній кухні нагрів суміш добре подрібненого вапняку і глини в кухонній печі, потім роздрібнив суміш в порошок і одержав гідравлічний цемент, що твердів при додаванні води. Аспдін цей продукт назвав - портландцементом, оскільки при виробництві цементу він використовував камені з кар'єру, що знаходився на острові Портланд. З цього часу й почався розвиток цементної промисловості.

У виробництві цементу використовуються переважно легкоплавкі глини, аргіліти і глинисті сланці, що складають частину цементної шихти. Другою основною її складовою є карбонатні породи. Сировиною для виробництва цементу служать вапняк і глина, які змішують у певному співвідношенні (75—80% вапняку і 20— 25% глини) і прожарюють близько 1450°С. Прожарювання проводять у спеціальних циліндричних печах, викладених всередині вогнетривким матеріалом. Сучасні потужні цементні печі досягають у довжину 185 м і мають внутрішній діаметр до 5 м. їх встановлюють дещо нахиленими. Шихту завантажують у верхній кінець печі. Піч повільно обертається, і завантажений матеріал, пересипаючись, рухається до нижнього кінця, назустріч розжареним газам — продуктам горіння палива (розпиленого вугілля або горючих газів).

Цемент звичайно використовують у суміші з піском. На одну частину маси цементу беруть 3—5 частин піску. З такої суміші разом з водою виготовляють напіврідку тістоподібну масу, яку називають цементним розчином. Цементний розчин через деякий час тужавіє, а потім твердне в каменеподібну речовину. Твердіння цементного розчину при звичайній температурі продовжується майже місяць. Обумовлюється це явище складними хімічними реакціями. Змішування цементного розчину з гравієм і щебенем дає бетон. Якщо бетоном наповнити залізний каркас (залізні стержні, дріт тощо), то тоді його називають залізобетоном. Цемент (бетон) дуже міцно зв'язується з залізом і має однаковий з ним коефіцієнт теплового розширення, при цьому бетон має високий опір до стиснення, а металоконструкція - до згину. Бетон і залізобетон мають дуже високу твердість і механічну міцність, їх широко використовують при будівництві гідроелектростанцій, мостів, каналів, заводських корпусів і в житловому будівництві.