Производство цемента в настоящее время является одним из разделов химической технологии силикатов и основано на физико-химических процессах превращения исходных сырьевых компонентов, взаимодействующих во время обжига, в цемент. Твердение цемента и служба его в строительных сооружениях основаны на физико-химических процессах взаимодействия цемента с водой (и другими компонентами раствора или бетона) с последующей коллоидацией, кристаллизацией и уплотнением продуктов этого взаимодействия. Исследования выдающихся химиков и технологов А. Ле Шателье, А. Ляфюма, В. Михаэлиса, Г. Кюля, Р. Бога, А. Р. Шуляченко, А. А. Байкова, П. П. Будникова, В. Н. Юнга, П. А. Ре-биндера и многих других ученых разных стран создали научную основу современного цементного производства, но еще не раскрыли полностью сложных процессов химии образования, твердения и коррозии цемента. Сказанное определяет связи развития химии и технологии цемента с развитием химии и химической технологии вообще.
До возникновения современной цементной (гипсовой, известковой) промышленности производство вяжущих веществ — предшественников теперешнего цемента, равно как и приготовление из них штукатурных и кладочных строительных растворов и бетонов, обычно являлось первоначальным этапом строительного производства. Химиками и технологами-практиками по вяжущим и раннему цементу были строители, которые являлись и потребителями этого продукта. Поэтому история вяжущих веществ до XIX в. по существу является историей строительных растворов.
Позднее производство цемента и других вяжущих стало задачей технологов-силикатчиков, а за строителями остались лишь изготовление и использование растворов и бетонов на строительных площадках. В последнее время сильно развивается заводское производство товарных растворов, бетонов, сборных бетонных и железобетонных конструкций, возглавляемое технологами-бетонщиками. Функция же строителей все больше ограничивается применением готовых растворов, бетонов и монтажом бетонных и железобетонных элементов, поставляемых на строительную площадку. Однако тесная связь цементного и строительного производства не только сохраняется, но с развитием обеих отраслей увеличивается.
Использование в цементном производстве методов и средств массовой механической обработки (дробления и помола) минерального сырья и полупродукта производства — клинкера определяет значительную зависимость развития цементного производства от прогресса машиностроения. Наряду с этим возрастающая потребность цементного производства в сложном, мощном оборудовании (трубчатые мельницы размерами до 3.6x15 и 4.2x14.8 м, вращающиеся печи величиной до 5x185 и 5.2/5.6 X Х178 м) в какой-то мере стимулирует развитие тяжелого машиностроения.
Заимствуя у других отраслей промышленности оборудование для горных работ, транспортирования материалов, дробления и помола, обеспыливания, производства и передачи энергии, развивающаяся цементная промышленность, в свою очередь, предоставляет им собственный опыт в области приготовления и транспортирования пылевидного топлива, обжига сырья ит. д.
Производство цемента является в конечном счете одним из значительных звеньев тяжелой промышленности, оказывающим существенное влияние на развитие остальных ее отраслей, а сам цемент, наряду с углем и металлом, относится к важнейшим факторам индустриального развития общества и роста его материальной культуры. Эта функция цемента и его предшественников во все увеличивающейся степени проявляется на всех этапах исторического развития. Цемент позволил осуществить и сохранить величайшие сооружения древности, обеспечил строительство навигационных каналов и мостов в эпоху промышленного переворота, а в дальнейшем — быстрое развитие шоссейного и железнодорожного транспорта, машиностроения и промышленного строительства.
В периоды, образно характеризуемые как век металла, пара, электричества, цемент сыграл большую роль в строительстве металлургических предприятий, теплосиловых установок, тепловых и гидравлических электростанций. А в эпоху использования энергии атома надежная биологическая защита от радиоактивных излучений стационарных ядерных реакторов и ускорителей (обязательное условие их эксплуатации) немыслима без использования цементного бетона. Важнейшими предпосылками для радикального развития производства и применения цемента явились создание во второй половине XIX в. современного портландцемента и использование его совместно с железом в универсальном строительном материале — железобетоне.

В. И. Ленин характеризовал народнохозяйственное значение цемента, строительных материалов и строительной промышленности следующим образом: «Одним из необходимых условий роста крупной машинной индустрии (и чрезвычайно характерным спутником ее роста) является развитие промышленности, дающей топливо и материалы для построек, и строительной промышленности».34 В свою очередь, «крупная машинная промышленность и перенесение ее в земледелие есть единственная экономическая база социализма», единственная материальная основа его.35 Анализируя промышленную статистику России 1866—1890 гг., Ленин подчеркнул, что «особенно замечателен быстрый рост последнего [цементного] производства, свидетельствующий о развитии строительной промышленности», и привел данные об увеличении стоимости производства цемента более чем в семь раз, а количества предприятий в пять раз.36
О роли строительной индустрии (включая сюда и производство строительных материалов) в социальном развитии Ленин писал, рассматривая формирование пролетариата как класса. При этом он специально выделил категорию строительных рабочих, количество которых, по его мнению, к концу XIX в. «в Евр. России должно составлять не менее 1 миллиона человек. Эту цифру надо скорее признать минимальной, ибо все источники свидетельствуют, что число строительных рабочих быстро возрастает в пореформенную эпоху. Строительные рабочие представляют из себя образующийся промышленный пролетариат, связи которого с землей, — очень слабые уже в настоящее время, — с каждым годом ослабевают все более и более. . . Если падающая лесная промышленность характеризует малоразвитые формы капитализма, мирящегося еще с патриархальным строем жизни, то развивающаяся строительная промышленность характеризует высшую стадию капитализма, ведет к образованию нового класса промышленных рабочих и знаменует глубокое разложение старого крестьянства».37 «Скачкообразное развитие капиталистического хозяйства, смена продолжительных плохих годов периодами „строительной горячки" (подобно переживаемой ныне, в 1898 г.) дает громадный толчок расширению и углублению капиталистических отношений в строительном деле».38 Говоря о значении цемента, нельзя не упомянуть еще о двух аспектах этого вопроса, о функции цемента как заменителя дерева и металла. Как указывает В. И. Ленин, в пореформенную эпоху «развитие торговли, промышленности, городской жизни, военного дела, жел. дорог и пр. и пр., — все это вело к громадному увеличению спроса на лес для потребления его не людьми, а капиталом».39 Отпуск лесного материала за границу в 1856, 1881 и 1894 гг. возрастал в пропорции 100 : 500 : 650. Объем внутренних перевозок лесных строительных материалов и дров с 1866— 1868 к концу восьмидесятых годов возрос более чем вчетверо. Стоимость дров за 5—7 лет увеличилась вдвое. Аналогичная картина наблюдалась не только в России, но и в других странах.
Перед человечеством возникла важнейшая, для некоторых стран угрожавшая стать трагической, проблема изыскания заменителя дерева как источника энергии и как строительного материала, чтобы приостановить быстрое хищническое истребление лесов.40 Спасительными заменителями леса явились каменный уголь (как источник энергии) и цемент в растворах каменных сооружений, бетоне и железобетоне (как строительный материал). Они не только с успехом заменяли дерево, но и открывали новые возможности для расширения промышленного производства, особенно химической и текстильной промышленности.

Человек начал строительную деятельность еще в доисторическое время, устраивая себе простейшие жилища, а позднее возводя культовые, оборонительные и производственные сооружения. Характер строительства зависел от географических и климатических условий, наличия доступных для использования материалов, уровня техники и характера домашнего уклада в связи с развитием семейных и общественных отношений, а в дальнейшем и от религиозных представлений. В свою очередь, взаимоотношения и верования людей определялись уровнем производительных сил и общественно-экономических условий.42
В эпоху палеолита жильем для людей зарождавшегося первобытнообщинного (родового) строя в межледниковое время служили легкие шалаши и ветровые заслоны из ветвей, сучьев и коры, законопаченные листьями, травой или мхом. Во время последнего оледенения это были естественные навесы и пещеры, шалаши летом и хижины из снега и льда зимой, легкие постройки из кольев и переплетенных ветвей, обтянутые шкурами и берестой, большие землянки с плоским покрытием.
Повышение температуры земной поверхности и переход к оседлому земледельческому образу жизни, развитие производительных сил и общественных отношений в послеледниковое время вызвали значительное развитие строительного дела и возникновение неизвестной палеолиту керамики в эпохи неолита и бронзы. Изготовляя глиняную посуду, человек оценил вяжущие свойства глины и начал применять ее в строительстве. Люди этих эпох устраивали жилища разнообразных типов, размеров и формы из земли, глины, дерева, камня, бересты и шкур. Это были и землянки и огромные, обычно несколько заглубленные дома, стоящие отдельно или связанные в комплексы.
Так как обработка кремневыми орудиями дерева была затруднительна, а камня — почти невозможна, глина стала одним из основных строительных материалов в постройках неолита. Ее использовали не только для обмазки плетневых стен, перекрытий и устройства печей, полов, мебели, но и для возведения глинобитных домов. Это обстоятельство и повсеместное распространение глиняной посуды определили исключительно важное с этого времени значение глины в строительстве, технике и культуре.
Глинобитные дома трипольской (Днепро-Днестровский бассейн, III— 11 тысячелетия до н. э.) и придунайской культур в связи с сыростью почвы не были заглублены и имели толстые, до 0.2 м, полы из обожженной с поверхности глины, а иногда из обожженных глиняных плит, уложенных на глиняном растворе. В домах из глины, а затем и дерева камень применялся очень редко и служил для обкладки низа и еще роже — для вымостки пола.
Создание металлических орудий, кооперация труда и возникновение культовых представлений к концу неолита вызвали применение неотесанного или очень грубо обработанного камня в сооружениях культового назначения и погребениях. Большие мегалитические (крупноблочные) сооружения возводились из огромных, иногда в несколько десятков тонн, глыб камня и в разных районах различались (в отличие от жилья) разнообразием местного камня, приемов работы и внешнего оформления. К ним относятся коллективные гробницы (дольмены, гробницы с ходами, крытые галереи и цисты) и культовые, иногда меморативные сооружения (менгиры, кромлехи и каменные аллеи).
В отдельных случаях камни соединяли при помощи шипов и гнезд (покрытие трилитов) или связывали глиняным раствором (циклопические купольные гробницы из небольших камней конца бронзовой эпохи). Однако основным средством скрепления камней и придания мегалитическому сооружению устойчивости и прочности являлась тяжесть покрытия. Для утяжеления покрытие часто обмазывали глиной или засыпали землей. Только в более поздних циклопических сооружениях, постройках из мелких камней и сырцового кирпича, деревянных срубных постройках самостоятельное значение приобретает стена. Мегалитическая кладка насухо — следствие несовершенства применявшихся орудий — предшествовала кладке из мелких камней правильной формы с применением растворов.
Наряду с камнем (и деревом) глина сохраняла тогда (в определенной мере сохраняет и теперь) свое значение материала для постройки глино-деревянных, глинобитных и сырцово-кирпичных жилищ, а позднее и для изготовления обожженного кирпича и других изделий строительной керамики.

Глина — тонкообломочная, дисперсная, пластическая горная порода — продукт выветривания изверженных и метаморфических горных пород, богатых полевыми шпатами. Основным минералом ее является каолинит А1203 • 2Si02 ' 2Н20 с расчетным количеством 39.5% глинозема, 46.5% кремнезема и 14% химически связанной воды и колеблющимся содержанием примесей, обусловливающих характер глины, и механически связанной воды, придающей глине пластичность.
В отличие от остальных горных пород, глина при высушивании теряет гигроскопическую воду и связанную с ней пластичность, а при затворе-нии водой впитывает ее и образует легко формующуюся пластичную массу. Последняя при высыхании на воздухе (но не под водой) отвердевает и приобретает значительную прочность. Так, например, при испытании девяти разновидностей глины на Филиппинах, прочность на растяжение после высушивания в течение нескольких суток трех разновидностей составила 21, а одной даже 31 кг/см2. Прочность на сжатие самана — сырцового кирпича из глины, песка и соломы, высушенного на воздухе — обычно не менее 20 кг/см2.
При обжиге глина теряет не только гигроскопическую, но и конституционную воду и превращается в твердое камневидное тело, уже не впитывающее воду и не восстанавливающее пластичность. Прочность обожженного глиняного кирпича на сжатие обычно составляет, например, 75— 150 кг/см2. И высушенная и обожженная глина сохраняет форму, приданную ей в исходном пластичном состоянии.
В противоположность более поздним вяжущим (гипсу, извести, цементу), глина как вещество с вяжущими свойствами первоначально использовалась в виде битой массы и сырца — своеобразного мелкозернистого бетона и только позднее — в качестве раствора для связывания камня и обожженного кирпича. Поэтому раннюю историю вяжущих приходится изучать для глины — на глинобитных конструкциях и сырце, а для извести — на растворах прошлого.
Прогресс в строительном использовании глины и переход от примитивного раннего глиняного вяжущего к более совершенным вяжущим — гипсу и извести, в связи с эволюцией стеновых материалов, особенно наглядны на опыте Древнего Египта.