सिमेंट

300px|right|thumb|सिमेंट प्लांट
प्रामुख्याने चुनखडीपासून बनवलेल्या बांधकामात विटांमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या मिश्रणाला सिमेंट असे म्हणतात. सिमेंट हा पायाभूत सुविधा क्षेत्राचा आधारस्तंभ आहे असे मानले जाते. रस्ते, पुल, घरे, औद्योगिक व व्यावसायिक इमारती, धरण अशा सगळ्या बांधकामांसाठी त्याचा वापर होतो. 

यासाठी काँक्रीट वापरले जाते त्यात सिमेंटचा प्रामुख्याने उपयोग होतो. वाळू, खडी, याचे व सिमेंटचे पाण्याबरोबर व इतर काही घटकांबरोबर मिश्रण करून त्यापासून काँक्रीट बनवले जाते. पाण्यामुळे रासायनिक क्रिया होऊन हे अतिशय मजबूत बनते.

चुनखडी, सिलिकॉन ऑक्साईड, ॲल्युमिनियम, आयर्न ऑक्साईड व इतर काही घटक यांचे मिश्रण मोठ्या भट्टीत प्रचंड उष्णतेत जाळून त्यापासून क्लिकर नावाचे मिश्रण बनते. यामध्ये जिप्सम, पोझ्झोलाना (एक प्रकारची चिकणमाती), फ्लायअश, स्लॅग असे आणखी काही घटक मिसळवून व त्याची बारीक भुकटी करून त्यापासून विविध प्रकारचे सिमेंट बनते.

बांधकामात वापरले जाणारे सिमेंट हे सहसा अजैविक असतात, बहुतेकदा चुना किंवा कॅल्शियम सिलिकेटवर आधारित असतात, ज्याला हायड्रॉलिक किंवा कमी सामान्य नॉन-हायड्रॉलिक म्हणून ओळखले जाऊ शकते, पाण्याच्या उपस्थितीत सिमेंटच्या सेट करण्याच्या क्षमतेवर अवलंबून असते.

## इतिहास
300px|right|thumb|२०१० मधील जागतिक सिमेंट उत्पादन
कदाचित सिमेंटची सर्वात जुनी घटना बारा दशलक्ष वर्षांपूर्वीची आहे. नैसर्गिक कारणांमुळे जाळलेल्या चुनखडीच्या पलंगाला लागून असलेल्या तेलाच्या शेलच्या घटनेनंतर सिमेंटचा साठा तयार झाला. १९६० आणि १९७० च्या दशकात या प्राचीन ठेवींची तपासणी करण्यात आली.

### पुरातन काळात वापरलेले सिमेंटचे पर्याय 
सिमेंट, रासायनिकदृष्ट्या, एक उत्पादन आहे ज्यामध्ये प्राथमिक बंधनकारक घटक म्हणून चुना समाविष्ट आहे, परंतु ते सिमेंटेशनसाठी वापरल्या जाणाऱ्या पहिल्या सामग्रीपासून दूर आहे. बॅबिलोनियन आणि ॲसिरियन लोकांनी जळलेल्या वीट किंवा अलाबस्टर स्लॅब्स एकत्र बांधण्यासाठी बिटुमनचा वापर केला. प्राचीन इजिप्तमध्ये, दगडांचे ठोकळे वाळूने बनवलेले मोर्टार आणि साधारणपणे जळलेल्या जिप्सम सह सिमेंट केले होते, जे पॅरिसचे प्लास्टर आहे, ज्यामध्ये अनेकदा कॅल्शियम कार्बोनेट असते.

### प्राचीन ग्रीस आणि रोम 
चुना (कॅल्शियम ऑक्साईड) क्रेटवर आणि प्राचीन ग्रीक लोकांनी वापरला होता. असे पुरावे आहेत की क्रीटच्या मिनोअन्सने हायड्रॉलिक सिमेंटसाठी कृत्रिम पोझोलन म्हणून कुस्करलेल्या कुंड्यांचा वापर केला. आणि तीन शतकांनंतर रोमन अभियंत्यांनी मोठ्या प्रमाणावर.

ग्रीक लोक थेरा बेटावरील ज्वालामुखीय टफ त्यांच्या पोझोलान म्हणून वापरत होते आणि रोमन लोकांनी चुरलेल्या ज्वालामुखीय राख (सक्रिय ॲल्युमिनियम सिलिकेट्स) चुना वापरला होता. हे मिश्रण पाण्याखाली जाऊ शकते, गंज सारख्या क्षरणाला त्याचा प्रतिकार वाढवते. नेपल्सच्या पश्चिमेकडील पोझुओली शहरातून या सामग्रीला पोझोलाना म्हणले गेले जेथे ज्वालामुखीची राख काढली गेली. पॉझोलॅनिक राखच्या अनुपस्थितीत, रोमन लोकांनी चूर्ण विटा किंवा मातीची भांडी एक पर्याय म्हणून वापरली आणि रोमजवळ नैसर्गिक स्रोत शोधण्यापूर्वी त्यांनी या उद्देशासाठी ठेचलेल्या फरशा वापरल्या असाव्यात. रोमन जलवाहिनीच्या विस्तीर्ण प्रणालीमध्ये हायड्रॉलिक सिमेंटचाही मोठ्या प्रमाणावर वापर करण्यात आला. इमारतींच्या बाहेर रोमन काँक्रिटचा वापर क्वचितच होत असे. दगड, वीट, भांडी, काँक्रीटचे पुनर्नवीनीकरण केलेले तुकडे, किंवा इतर इमारतींच्या ढिगाऱ्यांसह मिश्रित मोर्टारच्या भरावासाठी फॉर्मवर्क म्हणून विटांना तोंड देणारी सामग्री वापरणे हे सामान्य तंत्र होते.

### मेसोअमेरिका 
लाइटवेट काँक्रिटची ​​रचना आणि वापर स्ट्रक्चरल घटकांच्या बांधकामासाठी प्री-कोलंबियन बिल्डर्सद्वारे करण्यात आले होते जे मेक्सिकोमधील मेक्सिको सिटीजवळील एल ताजिन येथे अतिशय प्रगत सभ्यतेमध्ये राहत होते. एकत्रित आणि बाईंडरच्या रचनेचा तपशीलवार अभ्यास दर्शवितो की एकत्रित प्यूमिस होते आणि बाईंडर ज्वालामुखीची राख आणि चुना वापरून बनवलेले पोझोलॅनिक सिमेंट होते.

### मध्ययुग 
मध्ययुगातील साहित्यात या ज्ञानाचे कोणतेही जतन अज्ञात आहे, परंतु मध्ययुगीन गवंडी आणि काही लष्करी अभियंते यांनी कालवे, किल्ले, बंदर आणि जहाजबांधणी सुविधा यांसारख्या संरचनांमध्ये सक्रियपणे हायड्रॉलिक सिमेंटचा वापर केला. पूर्व रोमन साम्राज्यात तसेच पश्चिमेकडील गॉथिक कालखंडात चुना तोफ आणि वीट किंवा दगडी सामग्रीसह एकत्रित मिश्रण वापरले गेले. जर्मन राईनलँडने संपूर्ण मध्ययुगात हायड्रोलिक मोर्टार वापरणे सुरू ठेवले, स्थानिक पोझोलाना ठेवी ज्याला ट्रास म्हणतात.

ब्रिटनमध्ये विशेषतः, चांगल्या दर्जाचे बांधकाम दगड जलद वाढीच्या काळात अधिक महाग झाले आणि नवीन औद्योगिक विटांपासून प्रतिष्ठेच्या इमारती बांधणे आणि दगडाचे अनुकरण करण्यासाठी स्टुकोने पूर्ण करणे ही एक सामान्य पद्धत बनली आहे. यासाठी हायड्रॉलिक लिंबांना अनुकूलता होती, परंतु वेगवान सेट वेळेच्या गरजेने नवीन सिमेंटच्या विकासास प्रोत्साहन दिले. पार्करचा "रोमन सिमेंट" सर्वात प्रसिद्ध होता. हे जेम्स पार्करने १७८० मध्ये विकसित केले होते आणि शेवटी १७९६ मध्ये त्याचे पेटंट घेतले होते. खरं तर, हे रोमन लोक वापरत असलेल्या साहित्यासारखे काही नव्हते, परंतु सेप्टेरिया - नोड्यूल जाळून बनवलेले "नैसर्गिक सिमेंट" होते जे विशिष्ट मातीच्या साठ्यांमध्ये आढळतात. , आणि त्यात मातीची खनिजे आणि कॅल्शियम कार्बोनेट दोन्ही असतात. जळलेल्या गाठींची बारीक पावडर केली होती. हे उत्पादन, वाळूसह मोर्टारमध्ये बनवले जाते, ५-१५ मिनिटांत सेट केले जाते. "रोमन सिमेंट" च्या यशामुळे इतर उत्पादकांना माती आणि खडूचे कृत्रिम हायड्रॉलिक चुना सिमेंट जाळून प्रतिस्पर्धी उत्पादने विकसित करण्यास प्रवृत्त केले. रोमन सिमेंट त्वरित लोकप्रिय झाले परंतु १८५० मध्ये पोर्टलँड सिमेंटने मोठ्या प्रमाणावर बदलले. पोर्टलँड सिमेंटचा "मुख्य अग्रदूत" आणि "... साउथवॉर्कच्या एडगर डॉब्सने १८११ मध्ये अशा प्रकारच्या सिमेंटचे पेटंट घेतले."

पोर्टलँड सिमेंटच्या निर्मितीमध्ये पुढील विकास रोटरी भट्टीचा परिचय होता. याने क्लिंकर मिश्रण तयार केले जे दोन्ही अधिक मजबूत होते, कारण अधिक ॲलाइट (C3S) ते प्राप्त केलेल्या उच्च तापमानावर (१४५० °C) तयार होते आणि अधिक एकसंध होते. कच्चा माल सतत रोटरी भट्टीत पुरवला जात असल्यामुळे, कमी क्षमतेच्या बॅच उत्पादन प्रक्रियेच्या जागी सतत उत्पादन प्रक्रियेला परवानगी दिली. तसेच १९०८ मध्ये, थॉमस एडिसनने युनियन, एनजेमधील घरांमध्ये प्री-कास्ट काँक्रिटचा प्रयोग केला.

यूएस मध्ये, पहिल्या महायुद्धानंतर, रोझेंडेल सिमेंटसाठी कमीत कमी एक महिन्याचा प्रदीर्घ कालावधी यामुळे महामार्ग आणि पूल बांधण्यासाठी ते लोकप्रिय झाले नाही आणि अनेक राज्ये आणि बांधकाम कंपन्या पोर्टलँड सिमेंटकडे वळल्या. पोर्टलँड सिमेंटवर स्विच केल्यामुळे, १९२० च्या दशकाच्या अखेरीस १५ रोझेंडेल सिमेंट कंपन्यांपैकी फक्त एकच टिकली होती. परंतु १९३० च्या दशकाच्या सुरुवातीस, बांधकाम व्यावसायिकांनी शोधून काढले की, पोर्टलँड सिमेंट वेगाने सेट होत असताना, ते तितके टिकाऊ नव्हते, विशेषतः महामार्गांसाठी - काही राज्यांनी सिमेंटने महामार्ग आणि रस्ते बांधणे बंद केले. बर्ट्रेन एच. वेट, एक अभियंता ज्याच्या कंपनीने न्यू यॉर्क शहराच्या कॅटस्किल एक्वेडक्टच्या बांधकामात मदत केली होती, ते रोझेंडेल सिमेंटच्या टिकाऊपणाने प्रभावित झाले आणि त्यांनी रोझेंडेल आणि पोर्टलँड सिमेंट या दोन्हींचे मिश्रण तयार केले ज्यामध्ये दोन्हीचे चांगले गुणधर्म आहेत. ते अत्यंत टिकाऊ होते आणि सेटिंगची वेळ खूप जलद होती. वेटने न्यू यॉर्क कमिशनर ऑफ हायवेजला न्यू पॅल्ट्झ, न्यू यॉर्कजवळ हायवेचा प्रायोगिक विभाग तयार करण्यासाठी राजी केले, ज्यामध्ये रोसेंडेलची एक पोती ते सहा पोती पोर्टलँड सिमेंटचा वापर केला. हे यशस्वी ठरले आणि अनेक दशकांपासून रोझेंडेल-पोर्टलँड सिमेंट मिश्रण काँक्रीट महामार्ग आणि काँक्रीट पुलाच्या बांधकामात वापरले गेले.

अर्धशतकाहून अधिक काळ सिमेंटिशिअस मटेरियलचा वापर अणु कचरा स्थिरीकरण मॅट्रिक्स म्हणून केला जात आहे. कचरा सिमेंटेशनचे तंत्रज्ञान विकसित केले गेले आहे आणि अनेक देशांमध्ये औद्योगिक स्तरावर तैनात केले गेले आहे. दीर्घकालीन साठवण आणि विल्हेवाटीसाठी कठोर कचरा स्वीकृती निकषांची पूर्तता करण्यासाठी सिमेंटिशिअस वेस्टफॉर्मसाठी काळजीपूर्वक निवड आणि प्रत्येक विशिष्ट प्रकारच्या कचऱ्याशी जुळवून घेतलेल्या डिझाइन प्रक्रियेची आवश्यकता असते.

भारतात इ.स. १९१४ मध्ये पोरबंदर इथे पहिली वार्षिक १००० टन उत्पादन क्षमता असलेली सिमेंट कंपनी स्थापन करण्यात आली.

## रसायनशास्त्र 
सिमेंट सामग्रीचे दोन भिन्न वर्गांमध्ये वर्गीकरण केले जाऊ शकते: हायड्रॉलिक सिमेंट्स आणि नॉन-हायड्रॉलिक सिमेंट्स त्यांच्या संबंधित सेटिंग आणि हार्डनिंग यंत्रणेनुसार. हायड्रॉलिक सिमेंट सेटिंग आणि हार्डनिंगमध्ये हायड्रेशन प्रतिक्रियांचा समावेश होतो आणि त्यामुळे पाण्याची आवश्यकता असते, तर नॉन-हायड्रॉलिक सिमेंट केवळ वायूवर प्रतिक्रिया देतात आणि थेट हवेच्या खाली सेट करू शकतात.

### हायड्रॉलिक सिमेंट 
आतापर्यंत सिमेंटचा सर्वात सामान्य प्रकार म्हणजे हायड्रॉलिक सिमेंट, जे पाणी जोडल्यावर क्लिंकर खनिजांच्या हायड्रेशनमुळे कडक होते. हायड्रॉलिक सिमेंट (जसे की पोर्टलँड सिमेंट) सिलिकेट आणि ऑक्साईडच्या मिश्रणाने बनलेले असतात, क्लिंकरचे चार मुख्य खनिज टप्पे, सिमेंट केमिस्ट नोटेशनमध्ये संक्षिप्त केले जातात.

सिलिकेट्स सिमेंटच्या यांत्रिक गुणधर्मांसाठी जबाबदार असतात — भट्टीमध्ये उच्च तापमानात क्लिंकरच्या सिंटरिंग (फायरिंग) प्रक्रियेदरम्यान द्रव अवस्थेच्या निर्मितीसाठी ट्रायकेल्शियम ॲल्युमिनेट आणि ब्राऊनमिलेराइट आवश्यक असतात. या प्रतिक्रियांचे रसायनशास्त्र पूर्णपणे स्पष्ट नाही आणि अजूनही संशोधनाचा विषय आहे.

प्रथम, चुनखडी (कॅल्शियम कार्बोनेट) कार्बन काढून टाकण्यासाठी जाळला जातो, ज्यामुळे चुना (कॅल्शियम ऑक्साईड) तयार होतो ज्याला कॅल्सिनेशन प्रतिक्रिया म्हणून ओळखले जाते. ही एकच रासायनिक प्रतिक्रिया जागतिक कार्बन डायऑक्साइड उत्सर्जनाचे प्रमुख उत्सर्जक आहे.

चुना सिलिकॉन डायऑक्साइडवर प्रतिक्रिया देऊन डिकॅल्शियम सिलिकेट आणि ट्रायकेल्शियम सिलिकेट तयार करतो. चुना देखील ॲल्युमिनियम ऑक्साईडवर प्रतिक्रिया देऊन ट्रायकेल्शियम ॲल्युमिनेट तयार करतो. शेवटच्या टप्प्यात, कॅल्शियम ऑक्साईड, ॲल्युमिनियम ऑक्साईड आणि फेरिक ऑक्साईड ब्राउनमिलेराइट तयार करण्यासाठी एकत्रितपणे प्रतिक्रिया देतात.

### नॉन-हायड्रॉलिक सिमेंट 
सिमेंटचा कमी सामान्य प्रकार म्हणजे नॉन-हायड्रॉलिक सिमेंट, जसे की स्लेक्ड लाईम (कॅल्शियम ऑक्साईड पाण्यात मिसळलेले), जे हवेत असलेल्या कार्बन डायऑक्साइडच्या संपर्कात कार्बोनेशनमुळे कठोर होते. कॅल्शियम कार्बोनेट (चुनखडी किंवा खडू) पासून प्रथम कॅल्शियम ऑक्साईड (चुना) ८२५ °C (१,५१७ °F) पेक्षा जास्त तापमानात वातावरणाच्या दाबावर सुमारे १० तास कॅल्सीनेशनद्वारे तयार केला जातो.

कॅल्शियम ऑक्साईड नंतर पाण्यात मिसळून स्लेक्ड चुना (कॅल्शियम हायड्रॉक्साईड) बनवून खर्च केला जातो. एकदा जास्तीचे पाणी पूर्णपणे बाष्पीभवन झाल्यावर (या प्रक्रियेला तांत्रिकदृष्ट्या सेटिंग म्हणतात), कार्बोनेशन सुरू होते. 

ही प्रतिक्रिया मंद आहे, कारण हवेतील कार्बन डायऑक्साइडचा आंशिक दाब कमी आहे. कार्बोनेशन प्रतिक्रियेसाठी कोरडे सिमेंट हवेच्या संपर्कात असणे आवश्यक आहे, म्हणून स्लेक केलेला चुना हा हायड्रॉलिक नसलेला सिमेंट आहे आणि पाण्याखाली वापरला जाऊ शकत नाही. या प्रक्रियेला चुना चक्र म्हणतात.

## आधुनिक सिमेंट 
हायड्रॉलिक सिमेंटच्या आधुनिक विकासाची सुरुवात औद्योगिक क्रांतीच्या (सुमारे १८०० च्या सुमारास), तीन मुख्य गरजांनुसार झाली:

* ओल्या हवामानात विटांच्या इमारती पूर्ण करण्यासाठी हायड्रोलिक सिमेंट रेंडर (स्टुको)
* समुद्राच्या पाण्याच्या संपर्कात असलेल्या हार्बरच्या कामाच्या दगडी बांधकामासाठी हायड्रोलिक मोर्टार इ.
* मजबूत कंक्रीटचा विकास

आधुनिक सिमेंट बहुतेक वेळा पोर्टलँड सिमेंट किंवा पोर्टलँड सिमेंट मिश्रित असतात, परंतु इतर सिमेंट मिश्रणे काही औद्योगिक सेटिंग्जमध्ये वापरली जातात.

## प्रकार
#ऑर्डीनरी पोर्टलँड सिमेंट, 
#पोर्टलँड पोझ्झोलाना सिमेंट, 
#व्हाईट सिमेंट
#ओईल वेळ सिमेंट
#रँँपिड हार्डनिग पोर्टलँड सिमेंट 
#पोर्टलँड पोझोलोना सिमेंट
#सलफेट रेजिस्टीग पोर्टलँड सिमेंट 
#एकसपांसिव सिमेंट 
#कलर्ड सिमेंट 
#हाय अँँल्युमिना सिमेंट अशा १३ प्रकारच्या सिमेंटचे देशात उत्पादन होते.

## भारतातील सिमेंट बनवणाऱ्या कंपनी
#ए.सी.सी.
#बिरला
#जे.के.
#श्री
#प्रिजम
#अंबुजा
#विक्रम
#बिनानी
#श्री अल्ट्रा
#एल. अँँड टी.
#सी.सी.आय.
#दिगविजय

## पर्यावरणीय परिणाम 
सिमेंट उत्पादन प्रक्रियेच्या सर्व टप्प्यांवर पर्यावरणावर परिणाम करते. यामध्ये धूळ, वायू, ध्वनी आणि कंपन यांच्या स्वरूपातील उत्सर्जन यंत्रसामग्री चालविण्यात आणि उत्पादनांमध्ये स्फोट करताना आणि उत्खननातून ग्रामीण भागाला होणारे नुकसान यांचा समावेश होतो. सिमेंट उत्खनन आणि निर्मिती दरम्यान धूळ उत्सर्जन कमी करण्यासाठी उपकरणे मोठ्या प्रमाणावर वापरली जातात आणि एक्झॉस्ट गॅसेस पकडण्यासाठी आणि वेगळे करण्यासाठी उपकरणे वाढीव वापरात येत आहेत. पर्यावरण संरक्षणामध्ये खाणींचे ग्रामीण भागात पुन्हा एकत्रीकरण करणे देखील समाविष्ट आहे ते बंद केल्यानंतर ते निसर्गात परत देऊन किंवा त्यांची पुनर्शेती करून.

वाढत्या पर्यावरणीय चिंता आणि जीवाश्म इंधनाच्या वाढत्या खर्चामुळे, अनेक देशांमध्ये, सिमेंट, तसेच सांडपाणी (धूळ आणि एक्झॉस्ट वायू) तयार करण्यासाठी आवश्यक असलेल्या संसाधनांमध्ये तीव्र घट झाली आहे. रिड्युस्ड-फूटप्रिंट सिमेंट हे सिमेंटीशिअस मटेरियल आहे जे पोर्टलँड सिमेंटच्या कार्यक्षम कार्यक्षमतेची पूर्तता करते किंवा त्यापेक्षा जास्त करते. विविध तंत्रे विकसित होत आहेत. एक जिओपॉलिमर सिमेंट आहे, ज्यामध्ये पुनर्नवीनीकरण केलेल्या सामग्रीचा समावेश होतो, ज्यामुळे कच्चा माल, पाणी आणि उर्जेचा वापर कमी होतो. आणखी एक दृष्टीकोन म्हणजे हानिकारक प्रदूषक आणि हरितगृह वायू, विशेषतः CO2 चे उत्पादन आणि प्रकाशन कमी करणे किंवा काढून टाकणे. इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेसमध्ये जुन्या सिमेंटचा पुनर्वापर करणे हा आणखी एक मार्ग आहे. तसेच, एडिनबर्ग युनिव्हर्सिटीच्या एका टीमने स्पोरोसार्सिना पेस्ट्युरी, कॅल्शियम कार्बोनेट हे बॅक्टेरियाच्या सूक्ष्मजीव क्रियांवर आधारित 'DUPE' प्रक्रिया विकसित केली आहे, जी वाळू आणि मूत्रात मिसळल्यावर 70% संकुचित शक्तीसह मोर्टार ब्लॉक काँक्रीटचा तयार करू शकते. सिमेंट उत्पादनासाठी हवामान अनुकूल पद्धतींचे विहंगावलोकन येथे आढळू शकते.

## बाह्य दुवे 
# युरोपियन सिमेंट असोसिएशन  
#सिमेंट बनवण्याचे चलचित्र 

## संदर्भ 
वर्ग:विकास
वर्ग:बांधकाम
वर्ग:तंत्रज्ञान
वर्ग:स्थापत्य अभियांत्रिकी