در این مقاله از وب سایت شهر ساختمانی به تاریخچه صنعت سیمان خواهیم پرداخت. در همین ابتدا باید گفت سیمان ماده ای چسبنده است که در ساخت و ساز مورد استفاده قرار می‌گیرد تا مصالحی نظیر شن و ماسه را به یکدیگر متصل کند. درنهایت سازه‌های محکمی بسازد. تاریخچه استفاده از سیمان به دوران باستان برمی‌گردد، اما اختراع سیمان پرتلند در قرن نوزدهم انقلابی در ساخت و ساز ایجاد کرد. امروزه سیمان پرتلند متداول‌ترین نوع سیمان است که با مخلوط کردن سنگ آهک، خاک رس و سایر مواد معدنی و سوزاندن‌آنها در دمای بالا تولید می شود.
زمان کشف سیمان
از 2600 سال پیش از میلاد مسیح تا اواسط قرن هجدهم علاوه بر گل رس و گچ ، ماده چسبنده دیگری به نام آهک پخته بطور مصنوعی تهیه می شد، که از پختن سنگ آهک حاصل می گردید و به آهک زنده (cao) موسوم بود و از طریق پاشیدن‌آب ، آن را به آهک‌شکفته تبدیل می نمودند که متعاقباً تبدیل به گرد آهک می گردید.
ملات آهکی که در سطور بالا بدان اشاره‌شد، منحصراً جهت ساختن‌دیوارهای آجری معابد و نظائر آن به کار می رفت ولی در ساختمان کانال های کاربردی نداشت ، زیرا از کیفیت سخت‌شونده در زیر آب بی بهره بود. در نتیجه نمی توانست پاسخگوی نیازهای ساختمانی آبی و دریایی از قبیل پل ، سد ، اسکله و نظایر آن باشد.
قرن ها سپری شد تا رومیان به کشف بزرگی نائل شدندو ماده ای را که پوزولان (Puzzolan) نامیده‌می‌شد به گرد آهک‌شکفته افزودند و با آب ، ملاتی ساختند که پس از گیرش توانست در هوا و در زیر آب به حالت سخت باقی بماند.
بعد از این کشف بزرگ ، به مزایای مخلوط آهک‌پخته و خاک رس پی برده‌شد ، که اولین گام برای ساختن‌سیمان به شمار می رود. درآن عصر ، محصولی را که از اختلاط پوزولان و آهک به دست آمد ، سیمان CAEMENTE نامیدند. که از واژه یونانی CAEDER مشتق‌شده (به معنی‌بریدن ، قطع‌گردیدن و شکسته‌شدن) و به سنگ های‌شکسته (خرده سنگ) اطلاق می گردید. اصطلاح CAEMENTE تا اواسط قرن هجدهم برای آن دسته از مواردی به کار برده‌می‌شد که به صورت مخلوط با جسم مورد نظر ، سبب ازدیاد سختی آن جسم می گردیدند.
سیمان به مفهوم امروزی برای نخستین بار بوسیله پارکر(PARKER) انگلیسی در سال ۱۷۹۶ بکار گرفت.
علت نام‌گذاری سیمان
در رم باستان، از مخلوط آهک پخته‌شده و سنگ‌ریزه همراه با آب، بتن اولیه را ساختند و از آن در ساخت‌وساز استفاده کردند. ساختمان‌هایی که به‌وسیله این ماده ساختند را Opus Caementitium نامیدند. به‌مرور به خمیری که حاصل از ترکیب آهک پخته‌شده‌و سنگ‌ریزه و آب به دست‌آمد Cementum گفته‌شد.
در واقع Cementum خرده‌سنگ‌هایی بودند که از کوه‌های آتشفشانی جمع‌آوری و پودر‌شده و با آهک مخلوط می‌شدند. سیمانی که از گرد خاکستر سنگ‌های آتشفشانی به دست می‌آمد بسیار محکم‌تر از انواع دیگر سیمانی بود که با سنگ‌های غیر خاکستری ساخته‌می‌شد.
یونانی‌ها نیز از خاکستر آتشفشانی کوه سان تورین (پوزولان – تراس) را با آهک پخته‌شده که به آن آهک شکفته‌شده نیز گفته‌می‌شود ترکیب کردند و بناهای با عظمتی ایجاد کردند.
رومی‌ها از خاک مشابهی که در نزدیکی خلیج ناپل یافت می‌شده استفاده کردند و بناهایی بی‌نظیر در جنوب فرانسه نظیر Basilica ، Roman Pantheon و Pont du Gard ساختند که در طول قرن‌ها از گزند عوامل مخرب طبیعی همچون بادوباران در امان مانده‌اند.
جان اسمیتون کاشف سیمان
این شخص یک مهندس انگلیسی بود که به‌صورت دقیق و مفصل در مورد خاصیت هیدرولیکی و چسبندگی ترکیبات موجود در خاک رس شروع به تحقیق کرد. او دنبال پیداکردن ملاتی مقاوم در برابر آب دریا، به‌منظور مرمت فانوس دریایی ای استون Eddystoneدر نزدیکی منطقه پلی موت بود.
او ملات‌های مختلفی را با مصرف آهک‌های مختلف مورد بررسی قرارداد. پس از آنکه نمونه‌ها ساخته شد و خود را گرفت آنها را در زیر آب گذاشت و به این نتیجه رسد که بهترین ملات از پختن نوعی سنگ آهک به نام Glamorgan به دست می‌آید.
او به این نتیجه رسید که آهکی که بیشترین ماده نامحلول در آب را دارد، دارای خاصیت هیدرولیکی بیشتر است. پس از تحقیق بیشتر او متوجه شد که این مواد نامحلول کوارتز و خاک رس موجود در آهک است.
در سال 1780، Bryan Higgins انگلیسی بی‌خبر از اکتشافات اسمیتون، سنگ آهک را از نظر دی‌اکسیدکربن موجود مورد بررسی قرارداد و متوجه شد صورت پختن آن در درجه حرارت بالاتر و استفاده از خاکستر چوب، ملات بهتری به دست می‌آید. همچنین او متوجه شد که آهکی که دارای ناخالصی‌های رسی و یا گچی باشد ملات مرغوب‌تری می‌سازد.
یک نفر انگلیسی دیگر بنام جیمز پارکر در سال ۱۷۹۶، سیمان دیگری را به نام سیمان رومی به بازار معرفی کرد. این سیمان (آهک آبی) از پختن‌قلوه سنگ‌های آهکی رسی دست می‌آید و بسیار مستحکم است.
تاریخچه سیمان در ایران باستان
شاید به‌دور از انصاف باشد که ایران باستان را در زمینه ساخت‌وساز، و اختراع سیمان بعد از رومیان و ملل دیگر دانست. آنها از یک نوع سیمان ابتدایی در ساخت اولین سد قوسی جهان به نام سد ایزد خواست استفاده کردند.
اولین ملات آهکی نیز در ایران کشف شده‌است و این نشان می‌دهد که ایرانیان از دیرباز از خواص آهک پخته‌شده مطلع بودند. حتی قبل از چینیان که از یک نوع ملات سیمانی در ساخت دیوار چین استفاده کرده‌اند.
در مناطقی در اطراف خلیج‌فارس از یک ملات سیمان مانند استفاده می‌شده که به آن ساروج می‌گفتند. معروف‌ترین ساروج، معروف به ساروج خمیر است که در بندر خمیر تولید می‌شده است. هنوز برخی از تأسیسات ساخته‌شده با این ملات سیمانی در نقاطی از استان بوشهر و بندر لنگه وجود دارد که نشان می‌دهد ایرانیان به سبک و سیاق خود این ماده را می‌شناخته و به‌صورت‌گسترده در ساخت‌وساز بناهای مختلف از آن استفاده می‌کردند.
تاریخچه سیمان مدرن در ایران
سیمان به شکل امروزی برای اولین‌بار در سال ۱۳۱۲ وارد ایران شد. اولین کارخانه سیمان ایران، کارخانه FLSmidth دانمارکی بود که در سال ۱۳۱۲ در شهرری در نزدیکی تهران افتتاح شد. ظرفیت روزانه این کارخانه ۱۰۰ تن بود. در سال ۱۳۱۴، کارخانه دیگری با ظرفیت روزانه ۲۰۰ تن در سال ۱۳۱۵ در کنار کارخانه قبلی ساخته شد . در سال ۱۳۱۶ بهره‌برداری از واحد دوم انجام گرفت.
جمع بندی
سیمان ماده ای کلیدی برای توسعه و ساخت و ساز است که دوام، استحکام و تطبیق پذیری را ارائه می دهد. برای طیف گسترده ای از کاربرد ها مناسب می کند. با این وجود، صنعت سیمان باید راه‌های کاهش اثرات زیست‌محیطی خود را بیابد. پیشرفت ها و نوآوری ها به احتمال زیاد منجر به سیمان هایی می شود که پایدارتر و کارآمدتر هستند و راه را به سوی آیندۀ ساخت و ساز پایدار هموار می کند.