Cand a fost inventat cimentul?

In limbajul curent, cuvintele ciment si beton sunt adesea intrebuintate ca sinonime, desi, in realitate, este vorba de doua produse diferite. Cimentul (din latinescul “cementum” – “piatra”) este o pudra foarte fina, de culoare gri, care leaga nisipul si pietrisul, pentru a forma o masa compacta de beton – acesta din urma fiind cel mai utilizat material de constructie, in lume, productia mondiala anuala ridicandu-se la aproximativ patru miliarde de metri cubi, in timp ce productia de ciment ajunge la aproape doua miliarde de tone.

Inca din cele mai vechi timpuri, omenirea a incercat sa descopere un material care sa fie capabil sa uneasca pietrele masive intr-o masa solida si durabila. Asirienii si babilonienii au inceput folosirea argilei in aceste scopuri, in timp ce egiptenii au inventat si valorificat ghipsul, mortarul si calcarul, pentru a putea construi piramidele. Grecii antici au contribuit si ei la imbunatatirea materialelor de constructie, ca si romanii, care au ridicat edificii foarte rezistente, ale caror urme pot fi vazute si astazi, dupa mii de ani, in sit-urile arheologice.

Grandioasele bai romane (secolul al III-lea i.Hr.), Forumul roman (a carui fundatie, in unele locuri, atinge patru metri adancime), Coloseumul, Bazilica Imparatului Constantin din Trier, impresionanta prin dimensiuni, au fost construite cu ajutorul mortarului. Secretul romanilor consta in combinarea varului de calcar cu o substanta care purta numele de “pozzolana” – “cenusa vulcanica”, provenita de pe muntele Vezuviu. Amestecul dadea nastere unui material care avea capacitatea de a se intari, in momentul in care intra in contact cu apa. In Evul Mediu, tehnica s-a pierdut, secretul fiind redescoperit peste cateva secole, in forma cimentului hidraulic.

In anul 1824, Joseph Aspdin, un constructor din Leeds, Marea Britanie, patenteaza mortarul pe care il denumeste “portland”, datorita culorii care semana foarte mult cu cea a pietrelor din insula Portland, din largul coastelor britanice. Metoda lui Aspdin presupunea dozarea corespunzatoare a pietrei de var si a argilei, care erau, ulterior, arse, pentru a se obtine mortarul. Astazi, ca si in vremea lui Aspdin, rezultatul amestecarii, in proportii bine stabilite si testate, a calciului, siliciului, fierului si a aluminiului duce la formarea aceluiasi tip de ciment – “Portland” – de foarte buna calitate.

Numai in Statele Unite ale Americii, 90% din productia de ciment se obtine in acest fel. Desi contemporanii lui Aspdin au privit acest material de constructie cu suspiciune, constructorul englez isi deschide prima fabrica pentru producerea cimentului, in Wakefield, iar in anul 1828, o parte din productie a fost folosita pentru construirea unui tunelul care trecea pe sub Tamisa, fluviu din sudul Marii Britanii. Douazeci de ani mai tarziu, industriasul J. D. White profita de perioada de maxima dezvoltare a industriei constructiilor, pentru a deschide una dintre cele mai mari fabrici de materiale de constructii, in Kent, Anglia, extinzandu-se mai tarziu si in Belgia si Germania. Cimentul portland este folosit in perioada 1859-1867, pentru construirea sistemului de canalizare din Marea Britanie.

Primul transport de mortar catre Statele Unite ale Americii este efectuat in anul 1868, producatorii europeni folosindu-l, initial, pe post de balast, in calele navelor comerciale. Dupa ce, in 1885, au fost transportate trei milioane de tone, americanii incep productia proprie de ciment. Inginerul Canvass White descopera carierele de piatra din Madison County, New York, pe care le va folosi pentru producerea cimentului hidraulic. Alte depozite importante au fost gasite in districtul Rosendale, din New York, Louisville, din Indiana, Kentucky si Valea Lehigh, din Pensylvania. Pana in anul 1899, in SUA si Canada se produceau, anual, peste 10 milioane de tone de ciment.

Un adevarat pionier in industria materialelor de constructii din Statele Unite ale Americii este Robert W. Lesley, care, in anul 1874, infiinteaza compania specializata in producerea si exportarea materialelor de constructii – Lesley &Trinkle. Acesta preia unele dintre ideile colaboratorilor sai, de exemplu, presarea materialului pulverizat in mici caramizi, inainte de a fi arse in cuptor. Inventarea cuptorului rotativ, care a inlocuit cuptoarele verticale, a dus la o crestere semnificativa a productiei de ciment.

In anul 1885, inginerul de origine britanica F. Ransome patenteaza primul cuptor orizontal, usor inclinat, care putea fi rotit, pentru ca materialul sa fie mutat gradual dintr-un capat in celalalt. Acest cuptor avea o capacitate mare si putea suporta temperaturi de ardere uriase. Thomas A. Edison a fost un adevarat pionier in ceea ce priveste dezvoltarea cuptorului rotativ pentru producerea cimentului. In anul 1902, acesta introduce, pentru prima data, intr-o fabrica, un cuptor de mari dimensiuni – avea o lungime de 45 de metri, comparativ cu cele mai vechi, care atingeau doar 20 de metri. Astazi, exista cuptoare care depasesc 150 de metri lungime.

Folosirea cimentului – cateva recorduri

• In Statele Unite ale Americii, pentru construirea Barajului Hoover, din defileul Black Canion, al fluviului Colorado, conceput ca sa reziste peste 2000 de ani, s-au folosit 2 480 000 metri cubi de beton, facut din ciment de cea mai buna calitate, a carui rezistenta a crescut pe masura trecerii timpului, asa cum arata esantioanele analizate. Barajul, construit intre 1931 – 1936, are 220 metri inaltime si 379 metri lungime si a fost proiectat de inginerul Frank Crowe.
• La ora actuala, cel mai mare baraj din lume este “Barajul celor trei defileuri”, din China, construit pe fluviul Yangtze, intre 2006 – 2009. Volumul de apa din lacul de acumulare este de 39 miliarde metri cubi, pentru constructia peretelui de 140 metri inaltime folosindu-se 27 milioane metri cubi de beton.
• Primele trei consumatoare de ciment din lume sunt China, India si SUA.
• Turcia este, la momentul actual, cea mai mare exportatoare de ciment.
• La Expozitia Universala din Shanghai, China, editia 2010, s-au folosit (pentru pavilionul Italiei), pentru prima data, panouri dintr-un ciment transparent, in care s-au amestecat rasini speciale, pentru rezistenta. Acestea sunt rezultatul cercetarilor specialistilor de la compania Italcementi.
• In 2006, dupa ani de cautari, in Franta, s-a lansat, pe piata de profil, cimentul care absoarbe poluarea, gratie unui fotocatalizator care intra in alcatuirea materialului si care accelereaza reactia chimica de descompunere a poluantilor.