Хлеб строительства — цемент

Когда хотят подчеркнуть, как важен для нас уголь, про него часто говорят: «Уголь — это хлеб народного хозяйства». И действительно, уголь нужен всюду. На электростанциях он приводит в действие мощные машины, вырабатывающие электрический ток. На железных дорогах благодаря углю ходят паровозы. На море он движет могучие корабли. А на заводах дает пар котельным. И для всех уголь — это хлеб, без которого нельзя обойтись.
Цемент для строительства — то же самое, что уголь для заводов и электростанций. Недаром строители говорят: «Цемент — это наш хлеб!» И, говоря так, они нисколько не преувеличивают.
Что же это за могущественная сила таится в цементе? И почему она не только как бы связывает между собой камни, но и не боится воды, которая была самым опасным врагом всех каменных клеев, известных до того людям?
Чтобы приготовить цемент, нужны, оказывается, только известняк и глина.
Так просто? Но ведь и тот и другой материал были известны еще в далекой древности. Почему же должны были пройти тысячелетия, прежде чем удалось придумать цемент?
Да, люди были совсем близко у цели, а достигнуть ее всё же не могли.
Много веков назад строители напали на верный след: они узнали, что из глины и известняка можно делать искусственные камни. Но вот беда: камни эти больше всего боялись воды. И сколько ни бились люди, так и не смогли они вылечить их от водобоязни. А задача — как это часто бывает, когда ее, наконец, решишь, — была как будто не такой уже трудной.
Всё дело заключалось в том, сколько брать известняка и сколько глины, а также — каким образом их смешивать и обжигать. Было установлено, что глины должно быть двадцать пять процентов, а извести семьдесят пять. Только при такой пропорции можно получить цемент.
Но этого еще недостаточно. Взяв необходимое количество того и другого материала, их надо подвергнуть множеству различных превращений.
Для того, чтобы увидеть, как они происходят, мы отправимся на цементный завод. Не думайте, что путешествие это можно совершить только в воображении. В нашей стране цементные заводы построены теперь во многих городах. Так что те из вас, которые захотят представить себе, как создается цемент, могут без особого труда это сделать.
Итак, мы на заводе, изготовляющем цемент. Большое помещение, куда нас ввели, протянулось в длину почти на двести метров. Здесь не видно ни одного станка, какие обычно стоят в цехах машиностроительных заводов. Из конца в конец помещения вытянулся длинный-предлинный металлический цилиндр, похожий на гигантский паровозный котел. Причем установлен он почему-то не строго горизонтально, а с наклоном, как будто одну сторону его еще не успели водрузить на место как следует быть.
Однако цилиндр этот — не паровозный котел. И наклон, который он имеет, не случаен. Это огромная печь, в которой обжигают смесь известняка с глиной. А чтобы ее металлический каркас не раскалялся от жаркого огня, внутри печь выложена огнеупорным материалом.
Когда смесь, из которой должны приготовить цемент, начинают обжигать, — в печь с помощью сжатого воздуха подают нефть или угольную пыль. А так как печь очень прожорлива, то топливо для нее поступает непрерывно.
Однако удивительно: сколько нам ни приходилось видеть на своем веку печей, они всегда были неподвижны. Ну, что бы мы стали делать, если б нашей печке дома вздумалось вдруг начать вертеться вокруг своей оси? А эта печь-великан всё время вращается!
Впрочем, ничего удивительного в таком странном поведении печи на самом деле нет. Оказывается, вращение и наклон ее заставляют смесь глины и известняка всё время двигаться навстречу становящемуся жарче и жарче пламени. И тут-то со смесью и происходят необыкновенные превращения.
Сначала известняк и глина избавляются от влаги, которая всегда в них имеется. Когда же температура доходит до 500°, в смеси выгорают остатки корней растений и перегноя, которые до этого невооруженным глазом нельзя было даже разглядеть.
А печь безостановочно всё вращается, и вот смесь нагревается до температуры 900°. В- этот момент известняк начинает разлагаться на окись кальция, или, как ее называют еще, — негашеную известь, и углекислый газ. Негашеная известь с остальной смесью продолжает дальше свое движение в печи. А углекислый газ уходит в вытяжную трубу.
До того, как известняк еще успеет разложиться, начинается распад каолинита. Это основной минерал, из которого состоит глина. При температуре 500° из каолинита испарилась входившая в него вода. И теперь вместо каолинита получилось сразу три вещества: окись алюминия, окись железа и окись кремния.
Но это еще не конец обжига. То, что осталось от смеси известняка и глины, продолжает двигаться под уклон, навстречу еще более горячему пламени.
Вот остатки смеси проходят предпоследний участок: температура здесь достигает 1000—1300°. Окись кальция — всё, что осталось от известняка, вступает, как говорят, в химическое взаимодействие с остатками глины — окисями алюминия, железа и кремния.
И, наконец, последняя часть пути. Температура пламени здесь доходит до 1400—1500°. Добравшаяся сюда масса спекается и после этого превращается в зерна, самые маленькие из которых напоминают горошину, а самые большие — орех. Этим зернам дали название: «клинкер».
Конечно, никто никогда не забирался вместе со смесью известняка и глины в пышущую огнем печь. Да и никакой необходимости  проявлять такую несуразную смелость не было. Приборы, всё время бдительно следящие за тем, что происходит в печи-великане, дают об этом полное представление.


Из одного конца помещения в другой вытянулся огромный металлический цилиндр, похожий на паровозный котел.


Попав в барабаны-холодильники, клинкер обдается «освежающим душем».

Итак, сто пятьдесят метров прошла в пышущей жаром печи смесь известняка с глиной. Получился же не цемент, а только клинкер. Теперь наступает его очередь совершать удивительные превращения.
Клинкер надо охладить. Ведь даже выйдя из печи, он еще так раскален, что его температура бывает до 900°, а то и 1200°.
Как же охладить такую массу, к которой не то что прикоснуться, но и подойти близко нельзя?
Неподалеку от печи находятся другие цилиндры, похожие на барабаны. Они, так же как и печь, всё время вращаются. И грохот от них стоит такой же, как от печи. Много на первый взгляд у них общего. Но работу они выполняют разную. Печь обжигает смесь известняка и глины, превращая ее в конце концов в клинкер. А вращающиеся барабаны охлаждают получившиеся горошины и орехи.
Попав из раскаленной печи в барабаны-холодильники, клинкер, словно освежающим душем, обдается сильной струей холодного воздуха, отчего он начинает остывать,- И сразу его отправляют на склад, где он лежит до тех пор, пока совсем не остынет.
Как же клинкер перестает быть клинкером и становится цементом?
Когда клинкер достаточно остыл, его измельчают, превращая в порошок. И делают это так же, как у вас дома перемалывают зерна кофе или перца. Только мельница для размола клинкера гораздо больше и сложнее, чем та, которой пользуются в домашних условиях.
И еще одно отличие есть между тем, как перемалывают зерна кофе и клинкер. Когда приготовляется кофейный порошок, измельчить надо только одни кофейные зерна. На цементном же заводе вместе с клинкером в размол идут разные добавки к нему: кусочки гипсового камня или диатемита, трепеля или опоки.
Добавки эти очень важны. И не будь их, сегодняшний цемент также страдал бы водобоязнью, как и его предшественники.
Но вот соблюдены все предосторожности — и «закаленный» цемент готов. Теперь можете, не боясь обжечься, погрузить в него руку. Мягкий серый порошок освежит ее и будет очень приятен на ощупь.
— Вот так здорово!.. — скажут некоторые. — Говорили о цементном тесте, о каменном клее, а тут, на тебе, — порошок!
Но ведь и мучное тесто, то самое, из которого пекут хлеб, батоны, сдобу, печенье и другие вкусные вещи, тоже не приготовляют на мельнице. Зерна ржи и пшеницы тоже сначала превращаются в порошок, который мы называем мукой. И уже только после этого — на хлебозаводах, кондитерских фабриках или дома у вас — из нее делают тесто.
Из цемента хотя и не пекут никаких съедобных вещей, однако и с ним происходит то же самое, что бывает с обыкновенной мукой. С заводов его отправляют на стройки. А там уже из серого порошка приготовляют цементное тесто.
Правда, иногда бывает и так: расставшись с цементным заводом, порошок сразу же оказывается на другом заводе. Здесь с его помощью делают искусственные камни.
Однако мы забежали вперед, и рассказ о том, что произойдет с порошком на новом заводе, придется немного отложить. Сейчас же давайте вместе приготовим цементное тесто. Дело это совсем не трудное. И посмотреть, что выйдет из нашей затеи, будет, конечно, интересно многим.
Попросите на стройке, на которой вы уже побывали, немного цементного порошка — граммов три-ста-четыреста — и высыпьте его в какой-нибудь металлический сосуд. Затем в этот же сосуд налейте воды. При этом всё время помешивайте порошок до тех пор, пока он не превратится в густую массу, похожую на сметану. Когда же вы этого достигнете, приготовление цементного теста можно считать законченным.
Теперь внимательно следите за тем, как будет себя вести тесто дальше. Для этого, как только вы его приготовите, проткните тесто обыкновенной иглой. Она легко пройдет до самого дна сосуда.
То же самое повторите еще через два-три часа. Смотрите внимательно: на этот раз игла немного не дойдет до дна. А когда вы снова будете протыкать тесто через два-три часа, расстояние от иглы до дна сосуда окажется еще большим. По прошествии часов десяти вы сможете погрузить в тесто  только самый кончик иглы. А еще через некоторое время недавнее тесто превратится в камень. И сколько бы теперь вы ни пытались проникнуть иглой внутрь его, ничего из этого не выйдет, — игла только будет царапать поверхность цементного камня, а то и вовсе обломается.


Вначале игла легко пройдет до самого дна.

На этот раз удастся погрузить только кончик иглы.

Теперь опускайте ваш камень в воду. И не бойтесь, что он снова превратится в тесто. Можете держать его в воде три часа, пять часов, а если хотите, — десять, двадцать дней, — он станет только еще крепче.
Цементный камень не только не боится воды, но, как говорят, еще больше в ней закаляется.
И вот что поразительно: по прошествии нескольких десятков лет, в течение которых любая вещь, сколь бы она ни была прочной, начнет постепенно ветшать, находясь в воде, — цементный же камень, наоборот, станет еще крепче.
Впрочем, так ли уж всё это поразительно?
Оказывается, вовсе нет. Ведь с цементным камнем произошло то же самое, что миллионы лет происходит со многими естественными породами. Только поняли это люди совсем недавно.


Как камень стал железным