Historie cementových malt: Od prehistorie po moderní dobu

Cement je hydraulické pojivo a je základní součástí betonu a malty. Je svým způsobem lepidlo, které pojí písek a štěrk dohromady. Přestože se beton ve stavebnictví používá ve větším měřítku teprve v posledních stoletích, je známý už tisíce let. Cement, který lidé poprvé použili k přípravě betonu, "vynalezla" příroda. Lidé jej mohli pouze nalézt a následně v cementárnách napodobovat.

Pravěk a starověk

• 12000 př. n. l. Reakce mezi vápencem a ropnými břidlicemi během samovznícení vytvořily na území dnešního Izraele přírodní ložiska cementových sloučenin. Ložiska byla popsána izraelskými geology v 60. a 70. letech 20. století.
• Pravěkým předchůdcem stavebních hmot byl minerál anhydrit - bezvodý síran vápenatý, po jehož smísení s vodou vznikla rychle tuhnoucí hmota. Poprvé byl použit před osmi tisíci lety v mladší době kamenné (neolitu), v oblasti dnešní Palestiny.
• V zemích, kde není dostatek kamene ani dřeva, už celá tisíciletí lidé stavějí domy z hlíny, jediného dostupného stavebního materiálu. Kolébkou prvních maltovin je Mezopotámie (dnešní Irák), kde se již od čtvrtého tisíciletí před naším letopočtem v oblasti hlinitých naplavenin řek Eufratu a Tigridu staví z nepálených cihel.
• 3000 př. n. l. Pro spojování sušených cihel používají bláto smíchané se slámou. Bahno z naplavenin obsahuje vodou rozpustné sírany a chloridy vápníku, sodíku, hořčíku a jiných prvků. Nepálené cihly a omítky, které se z něj vyrobí, jsou na povrchu pevné a tvrdé, neboť se tyto minerály vzlínáním vody vynášejí na povrch a při vysychání vody vytvářejí krustu.
• Přibližně v téže době starověcí obyvatelé Mezopotámie a severní Sýrie objevili výrobu pálené sádry z přírodního sádrovce. K objevu pravděpodobně došlo náhodou při vypalování keramiky. Sádra se používala zejména na omítky, štukovou výplní na zpevnění podlah starověkých chrámů. V oblasti, kde je nízká vlhkost vzduchu, je sádra dodnes oblíbeným materiálem i na venkovním zdivu.
• Do tohoto období zapadá i objev páleného vápna. K jeho rozšíření však došlo mnohem později, neboť se při pálení vápence spotřebovalo daleko více dřeva, příprava malty byla komplikovanější a doba tuhnutí delší.
• 300 př. n. l. - 476 n. l. Římané používají pucolánový cement z blízkosti italského města Pozzuoli nedaleko Vesuvu při budování známé Appiovy silnice, římských lázní, Kolosea a Pantheonu v Římě a akvaduktu Pont du Gard na jihu Francie.
• Přímým předchůdcem dnešního cementu byla přírodní hlinka, kterou koncem třetího století před naším letopočtem našli starověcí Římané u své osady Puteoli (část dnešní Neapole). Tato hlinka zvaná puzzolano vznikla přírodní cestou vypálením slínu (vápnitého jílovce) žhavou lávou tekoucí z blízké sopky a jeho další přeměnou působením horkých roztoků. Obsahovala ve správných poměrech všechny složky, které má dnešní portlandský cement: silikáty, alumosilikáty a oxidy alkalických kovů a alkalických zemin schopné hydratace.
• Jako cementový materiál se používá vápno. Okolo prvního století našeho letopočtu Římané zlepšili dosud používané „pojivo". Římané připravovali beton smísením puzzolana s trochou páleného vápna, písku a vody. Nyní víme, že půda z oblasti Pozzoulli - která dala jméno pucolánu - je v závislosti na místě tvořena 60-90 % jílu a 10-40 % vápna.
• Plinius píše o maltové směsi sestávající z 1 dílu vápna a 4 dílů písku. Vitruvius zmiňuje 2 díly pucolánu na jeden díl vápna. Jako přísady (látky přidávané do cementu pro zlepšení vlastností) slouží živočišný tuk, mléko a krev.
• Pucolán je vulkanická hornina, jejíž jméno pochází z oblasti Pozzoulli v blízkosti Neapole.

Středověk a znovuobjevení

• Po zániku římské říše v pátém století našeho letopočtu výroba betonu z puzzolana ustala. Kvalita spojovacích materiálů se zhoršila.
• Používání páleného vápna a pucolánu (přísada) bylo zapomenuto a znovu objeveno na počátku 14. století.

Moderní éra a portlandský cement

• 18. století: Vzpomínku na vynikající stavivo oživil až roku 1756 Angličan John Smeaton (1724 -1792), když při stavbě majáku u Eddystonu použil směs drceného vápence s místním přírodním hydraulickým pojivem, které se podobalo puzzolanu. John Smeaton zjistil, že kalcinací vápence s obsahem jílu vznikne vápno, které pod vodou tvrdne (hydraulické vápno). Hydraulické vápno použil při přestavbě majáku Eddystone v anglickém Cornwallu. Jeho stavba byla zahájena v roce 1756, musel však nejprve vynalézt materiál, který by neničila voda.
• Hloubaví angličtí Smeatonovi konkurenti se vzápětí pokusili toto pojivo vyrobit uměle. A podařilo se! Vypálením portlandského slínovce a jeho následným rozemletím byl roku 1796 vynalezen portlandský cement.
• Louis Vicat byl první, kdo určil přesně, řízeně a opakovatelně podíl vápence a kysličníku křemičitého nutného pro získání směsi, která po spálení za určitých teplot a po rozdrcení vytvoří hydraulické pojivo pro průmyslové aplikace.
• 19. století: Maurice St. Leger získává patenty na hydraulický cement.
• Ve Spojených státech se produkuje přírodní cement.
• Skot Joseph Aspdin upravil složení cementu Louise Vicata a v roce 1824 přihlásil patent na pomaleji tuhnoucí cement. Angličan Joseph Aspdin vynalézá portlandský cement, když spaluje jemně mletou křídu s jemně rozdrobeným jílem ve vápenné peci s odtahem oxidu uhličitého.
• První inženýrská aplikace portlandského cementu se připisuje I. K. Brunelovi. Společnost J. M. Mauder, Son & Co. David Saylor získává první americký patent na portlandský cement.
• První cement ve Francii byl vyroben v roce 1846 v Boulogne-sur-Mer.
• Angličan J. Grant ukázal důležitost používání nejtvrdších a nejhustších částí slínku.
• Francouz Henri Le Chatelier stanovil poměry kyslíku pro přípravu správného množství vápna pro výrobu portlandského cementu. Složky nazval alit (trikalciumsilikát), belit (dikalciumsilikát) a celit (tetrakalciumaluminoferit).
• Ve Spojených státech bylo zavedeno přidávání sádry při mletí slínku jako zpomalovače tuhnutí betonu.
• V americkém městě Bellefontaine ve státě Ohio provedl George Bartholomew betonáž první ulice.
• Slínek, hlavní součást moderního cementu, je směs vápence a jílu, která je vypálena za velmi vysoké teploty.

20. a 21. století: Inovace a udržitelný rozvoj

• Ve městě Union ve státě New Jersey staví Thomas Edison levné, útulné domy z betonu.
• Skupina Holcim je autorem dvou významných objevů ze začátku 20. století:
  • Objev bílého cementu, který namísto jílu využívá kaolin.
  • Objev Ciment Fondu®, který v roce 1908 vyvinul Jules Biede, ředitel výzkumné laboratoře Skupiny Holcim. Tento cement je vyroben z vápence a bauxitu a odolává agresivním prostředím a vysokým teplotám.
• Dr. Byly vybudovány první velké přehrady, Hoover Dam a Grand Coulee Dam.
• Jako příměs do pucolánu se začíná používat křemičitý úlet.
• V kanadském Torontu byla postavena CN Tower, nejvyšší hladká budova.
• 21. století: Cementy portlandského typu, coby neodmyslitelná součást betonu, zastávají pozici nejpoužívanějšího anorganického pojiva. Portlandské cementy CEM I jsou proto postupně nahrazovány cementy s vyšší směsností, kdy se inovuje poměr namletého slínku a jednotlivých přísad např. přírodního vápence, strusky, popílku tak, aby byly zachovány požadované vlastnosti cementu. Čížkovická cementárna má ve svém produktovém portfoliu celou řadu směsných cementů.

Nově objevený proces se dále zdokonaloval. Dnes rozeznáváme cementy jednosložkové a vícesložkové, které se podle použití dělí na cementy stavební, zubní, laboratorní, sochařské a další. Na stavbě může být podle technologických požadavků použit cement portlandský, struskový, trasový, síranový, sádrostruskový atd.

Chronologie klíčových událostí v historii cementových malt

Čtěte také: Vše o rýhované omítce

Čtěte také: Cesta za teplem a bezpečím domova

Čtěte také: Odhalte tajemství miniaturních staveb a jejich příběhy

tags: #historie #cementovych #malt

Oblíbené příspěvky:

• Použití bílé laminované desky v interiéru
• Průvodce renovací plastových oken a výběrem barev
• Profesionální SIKO kleště FESTA
• spolehlivé odvodnění střechy se systémem Marley RG 75
• Díly pro kabriolety BMW Z3