ปูนซีเมนต์เป็นวัสดุก่อสร้างชนิดหนึ่ง มีชื่อเต็มว่า ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ (Portland Cement) ลักษณะเป็นผงละเอียดสีเทา สามารถก่อตัวและแข็งตัวได้ในน้ำ จึงใช้หล่อในแบบให้เป็นรูปร่างต่าง ๆ ตามที่ต้องการผู้ผลิตปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์เป็นคนแรกคือ โจเซฟ แอสปดิน (Joseph Aspdin) ชาวอังกฤษ เมื่อประมาณ 170 ปีมาแล้ว เขาได้นำฝุ่นดินกับหินปูนมาเผารวมกัน แล้วนำมาบดจนละเอียด ผลที่ได้เมื่อผสมน้ำและแข็งตัวแล้ว จะเป็นก้อนสีเหลืองเทา เหมือนก้อนหินจากเหมืองของเมืองปอร์ตแลนด์ (Portland) ในประเทศอังกฤษ เขาจึงเรียกชื่อว่า ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ และได้จดทะเบียนสิทธิบัตรการผลิตไว้เป็นหลักฐาน

ภายหลังจากนั้นอีกประมาณ 30 ปี จึงได้มีผู้พบว่า ถ้าเผาส่วนผสมให้มีอุณหภูมิสูงมากจนส่วนผสมเยิ้มตัว จะได้ปูนซีเมนต์ที่มีคุณภาพสูงขึ้น นอกจากนี้ โรงงานผลิตปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ของประเทศเยอรมนียังได้นำปูนเม็ดมาบดให้เป็นผง ทำให้ได้ปูนซีเมนต์ที่มีคุณภาพดีขึ้นไปอีก

ในปัจจุบัน การผลิตปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์สามารถทำได้สองวิธีคือ วิธีเปียกและวิธีแห้ง วิธีแห้งเป็นวิธีที่นิยมใช้กันมาก เพราะเป็นวิธีที่เหมาะสำหรับการผลิตจำนวนมาก การผลิตทำได้โดยการบดวัตถุดิบซึ่งมีหลายชนิด เช่น แคลเซียมคาร์บอเนต เป็นต้น จนเป็นผงละเอียดเรียกว่า วัตถุดิบสำเร็จ (Raw Meal)

ความเป็นมาของปูนซีเมนต์ในประเทศไทย พบว่า ไทยเริ่มผลิตปูนซีเมนต์ใช้เองภายในประเทศไทยครั้งแรกในปี พ.ศ.2456 ด้วยพระราชประสงค์ของพระบาทสมเด็จพระมงกุฎเกล้าเจ้าอยู่หัว (รัชกาลที่ 6)เพื่อให้สามารถผลิตปูนซีเมนต์ขึ้นใช้เองภายในประเทศลดการนำเข้าปูนซีเมนต์จากต่างประเทศ จัดสรรการใช้ทรัพยากรภายในประเทศอย่างคุ้มค่า และช่วยนำประเทศไปสู้ความเจริญก้าวหน้าในอนาคต ภายใต้ชื่อ บริษัทปูนซีเมนต์ไทยจำกัด (มหาชน) หรือ เครือซีเมนต์ไทย (SCG) จนถึงปัจจุบัน    

  ปูนซีเมนต์ มีลักษณะเป็นผงละเอียด สามารถเกิดการก่อตัวและแข็งตัวได้ด้วยการทำปฏิกิริยากับน้ำซึ่งเรียกว่า”ปฏิกิริยาไดรชั่น(Hydration Reaction)”ทำให้มีคุณสมบัติในการรับแรงได้

วัตถุดิบในการผลิตปูนซีเมนต์

วัตถุดิบที่ใช้ในการผลิตปูนซีเมนต์ แบ่งออกเป็น 3 ชนิดใหญ่ๆ ดังนี้

1. วัตถุดิบที่มีส่วนประกอบของปูนขาว (Line Component) เป็นวัตถุดิบที่มีส่วนประกอบทางเคมีเป็นแคลเซียมคาร์บอเนต (Calcium Carbonate. CaCo3) ซึ่งมีความบริสุทธิ์ประมาณ ๘๕ - ๙๕ % ตัวอย่างวัตถุเหล่านี้ตามธรรมชาติ ได้แก่ หินปูน (Limestone) ชอล์ก (Chalk) และดินขาว (Marl)

2. วัตถุดิบที่มีส่วนประกอบของดินดำ (Clay) เป็นวัตถุดิบที่มีส่วนประกอบทางเคมีของซิลิคอนไดออกไซด์ (Silicon Dioxide, SiO₂) อะลูมินัมออกไซด์ (AluminumOxide,  Al₂O₃) และเฟอร์ริกออกไซด์ (Ferric Oxide, Fe₂O₃) ตัวอย่างวัตถุเหล่านี้ตามธรรมชาติ ได้แก่ ดินดำ (Clay) และดินดาน (Shale)

3. วัตถุดิบปรับแต่งคุณสมบัติ (Correetive Materials) เป็นวัตถุดิบที่ใช้สำหรับเพิ่มเติมสารประกอบบางตัว ซึ่งมีไม่เพียงพอในดินดำ หรือดินดาน วัตถุดิบเหล่านี้ได้แก่ ทราย (ในกรณีที่ต้องการซิลิคอนไดออกไซด์) แร่เหล็กหรือดินลูกรัง (ในกรณีที่ต้องการเฟอร์ริกออกไซด์) และดินอะลูมินา (ในกรณีที่ต้องการอะลูมินัมออกไซด์)

กรรมวิธีในการผลิตปูนซีเมนต์

สามารถแบ่งออกเป็น 2 แบบได้ดังนี้

1.แบบเปียก (Wet Process)

    วัตถุดิบหลักที่ใช้ในกระบวนการผลิต คือ ดินขาว (Marl) และดินเหนียว (Clay) สำหรับดินขาว มีอยู่ในระดับพื้นดิน หรือใต้ดิน ตามธรรมชาติ โดยปกติจะมีความชื้นสูง การผลิตเริ่มจากนำวัตถุดิบทั้งสองชนิดมาผสมกับน้ำในบ่อตีดิน (Wash Mill) กวนให้เข้ากัน นำไปบดให้ละเอียดในหม้อบดดิน (Slury Mill) จนได้น้ำดิน (Slurry) แล้วกรองเอาเศษหินและส่วนที่ไม่ละลายน้ำออก เหลือแต่น้ำดินที่ละลายเข้ากันดี จากนั้นนำไปเก็บพักไว้ในยุ้งเก็บ (Silo) เพื่อตรวจสอบคุณภาพและปรับแต่งส่วนผสมให้ได้คุณภาพตามที่กำหนดน้ำดินที่มีส่วนผสมที่ถูกต้องแล้ว จะถูกนำไปรวมกันที่บ่อกวนดิน (Slury Basin) เพื่อให้มีปริมาณเพียงพอ และกวนให้ส่วนผสมรวมตัวเป็นเนื้อเดียวกันอีกครั้งหนึ่ง ก่อนที่จะนำไปเผาในหม้อเผาแบบหมุน (Rotary Kiln) ความร้อนในหม้อเผาจะทำให้น้ำระเหยออกสู่บรรยากาศ เหลือแต่เม็ดดินซึ่งเมื่อให้ความร้อนต่อไปจนถึงอุณหภูมิหนึ่ง จะเกิดปฏิกิริยาทางเคมีกลายเป็นปูนเม็ด (Clinker) ขั้นตอนการบดปูนเม็ดให้กลายเป็นปูนซีเมนต์ ทำโดยนำปูนเม็ดมาผสมกับยิปซัม (Gypsum) แล้วบดให้ละเอียดเป็นผงในหม้อบดซีเมนต์ (Cement Mill) ความละเอียดในการบดและอัตราส่วนระหว่างปูนเม็ดกับยิปซัมต้องเลือกอย่างเหมาะสม เพื่อให้ได้ปูนซีเมนต์ที่มีคุณสมบัติตามที่ต้องการ จากนั้นจะลำเลียงปูนซีเมนต์ไปเก็บไว้ในยุ้งเก็บปูนซีเมนต์ผง (Cement Silo)
2.แบบแห้ง (Dry Process)

    วัตถุดิบหลักที่ใช้ในกระบวนการผลิตคือ หินปูน (Limestone) ซึ่งได้จากการระเบิดหินจากภูเขาหินปูน แต่หินปูนที่ได้ยังมีขนาดใหญ่ จึงต้องนำมาลดขนาดโดยเครื่องย่อย (Crusher) เพื่อให้เหมาะสมกับกระบวนการผลิตขั้นต่อไป วัตถุดิบอื่นคือ ดินดาน (Shale) และวัตถุดิบปรับแต่งคุณสมบัติ (Corrective Materials) ซึ่งใช้เฉพาะบางตัว เพื่อให้ได้ส่วนประกอบทางเคมีตามค่ามาตรฐานที่กำหนด วัตถุดิบอื่นเหล่านี้ก็ต้องผ่านเครื่องย่อยเพื่อลดขนาดให้เหมาะสมเช่นกัน วัตถุดิบที่ผ่านการย่อยแล้วจะถูกนำมาเก็บไว้ที่กองเก็บวัตถุดิบ (Storage Yard) จากนั้นก็จะลำเลียงไปยังหม้อบดวัตถุดิน (Raw Mill) ต่อไป

การผลิตปูนซีเมนต์แบบแห้ง (Dry Process) เป็นวิธีที่ทันสมัยกว่า

    หม้อบดวัตถุดิบ (Raw Mill) มีหน้าที่บดหินปูน ดินดาน และวัตถุดิบ ปรับแต่งคุณสมบัติให้เป็นผงละเอียด ซึ่งเรียกว่า วัตถุดิบสำเร็จ (Raw Meal) การควบคุมอัตราส่วนของวัตถุดิบ ที่ป้อนเข้าสู่หม้อบดวัตถุดิบมีความสำคัญ เนื่องจากอัตราส่วนของวัตถุดิบที่เหมาะสม จะทำให้วัตถุดิบสำเร็จ มีคุณสมบัติทางเคมีที่เหมาะสมกับการเผา

    หลังจากผ่านกระบวนการบดแล้ว จึงส่งวัตถุดิบสำเร็จไปยังยุ้งผสมวัตถุดิบสำเร็จ (Raw Meal Homogenizing Silo) เพื่อเก็บและผสมวัตถุดิบสำเร็จให้เป็นเนื้อเดียวกัน ก่อนส่งไปเผาในหม้อเผาแบบหมุน (Rotary Kiln) กระบวนการเผาช่วงแรก เป็นชุดเพิ่มความร้อน (Preheater) จะค่อยๆ เพิ่มความร้อนให้แก่วัตถุดิบสำเร็จ แล้วส่งวัตถุดิบสำเร็จไปเผาในหม้อเผา ซึ่งมีอุณหภูมิเพิ่มสูงขึ้นจนถึงประมาณ ๑,๒๐๐ - ๑,๔๐๐ องศาเซลเซียส จะเกิดปฏิกิริยาทางเคมีตามลำดับ จนในที่สุดกลายเป็นปูนเม็ด (Clinker) จากนั้นทำให้ปูนเม็ดเย็นลง แล้วจึงลำเลียงปูนเม็ดไปเก็บไว้ที่ยุ้งเก็บ เพื่อรอการบดปูนเม็ดต่อไป สำหรับการบดปูนเม็ดให้กลายเป็นปูนซีเมนต์นั้น มีขั้นตอนดังที่กล่าวมาแล้วในการผลิตแบบเปียก.

วัสดุที่ใช้ในการก่อสร้างนั้นรับมาจากที่ไหน และมีรูปแบบในการสร้างอย่างไร : “หัวลำโพง” มีแบบก่อสร้างเป็นรูปโดมสไตล์อิตาเลียนผสมผสานกับศิลปะยุคเรอเนสซองมีลักษณะคล้ายกับ สถานีรถไฟ เมืองแฟรงค์เฟิร์ตในประเทศสหพันธ์สาธารณรัฐเยอรมัน อีกทั้งวัสดุในการก่อสร้างก็เป็นวัสดุสำเร็จรูปจากเยอรมันนี เช่นกัน ลวดลายต่างๆที่ประดับไว้เป็นศิลปะที่มีความวิจิตรสวยงามมาก บันไดและเสาอาคารบริเวณทางขึ้นที่ทำการกองโดยสาร หรือโรงแรม-ราชธานีเดิมเป็นหินอ่อน โดยเฉพาะเพดานเป็นไม้สักสลักลายนูน ซึ่งหาดูได้ยาก จุดเด่นของสถานีกรุงเทพอีกอย่างหนึ่งคือ กระจกสีที่ ช่องระบายอากาศ ทั้งด้านหน้าและด้านหลัง ซึ่งติดตั้งไว้อย่างผสมผสานกลมกลืนกับตัวอาคารเช่นเดียวกับนาฬิกาบอกเวลาที่มีอายุเก่าแก่ เท่าๆกับตัวอาคารสถานี โดยติดตั้งไว้ที่กึ่งกลางยอดโดมสถานี เป็นนาฬิกาที่สั่งทำพิเศษเฉพาะไม่ระบุชื่อบริษัทผู้ผลิตแสดงให้เห็น เหมือนนาฬิกาอื่นๆ นาฬิกาเรือนนี้มีเส้นผ่าศูนย์กลาง 160 เซนติเมตร ควบคุมด้วยไฟฟ้าระบบดี.ซี.จากห้องชุมสายโทรศัพท์กรุงเทพ เป็นเครื่องบอกเวลาแก่ผู้สัญจรผ่านไป-มา และผู้ใช้บริการที่สถานีกรุงเทพจนถึงปัจจุบันนี้

คุณสมบัติทางเคมีของปูนซีเมนต์ : คุณสมบัติของสารประกอบหลัก4ชนิด ของปูนซีเมนต์ ได้แก่ ไตรคัลเซียมซิลิเกต (C₃S), ไดคัลเซียมซิลิเกต (C₂S), ไตรคัลเซียมอลูมิเนต (C₃A) และเตตระคัลเซียมอลูมิโนเฟอร์ไรค์(C₄AF) รวมทั้งสารประกอบรองได้แก่  ยิปซั่ม, Free Time , แมกนีเซียมออกไซด์ และอัลคาไลออกไซด์นอกจากนี้ยังได้กล่าวถึง การก่อตัวและการแข็งตัว,ปฎิกิริยาไฮเดรชั่น,การพัฒนาโครงสร้างของซีเมนต์เพสต์, คุณสมบัติทางเคมีและคุณสมบัติทางฟิสิกส์ต่าง ๆ เช่น ความข้นเหลว ความอยู่ตัว ระยะเวลาการก่อตัว กำลังอัดเป็นต้น

ปูนในสมัยก่อนผลิตอย่างไรเพราะในสมัยก่อนยังไม่มีปูนซีเมนต์ : การใช้ปูนนั้นมีมาตั้งแต่สมัยก่อนทวารวดี แต่ไม่ใช่ปูนซีเมนต์ เป็นปูนธรรมชาติ เป็นปูนแบบโบราณที่เรียกว่า ''ปูนตำปูนหมัก'' โดยนำปูนจากธรรมชาติมาหมัก และตำเข้ากับส่วนผสมอย่างอื่นที่ทำให้เกิดความเหนียวและคงทนถาวร เช่น น้ำอ้อย ไว้ใช้ทำงานปูนปั้นต่างๆส่วนปูนก่อ ได้มาจากการเผาหินปูนจนได้เป็นสีขาว เรียกว่า ปูนดิบ แล้วจึงเอาไปหมัก หมักปูนดิบเพื่อให้ปูนดิบดูดน้ำแล้วกลายสภาพเป็นปูนเหนียว ปูนฉาบ เขาจะใช้ปูนเหนียวนำมาผสมกับทราย เอาไว้ใช้ฉาบชั้นแรกก่อน แล้วจึงใช้ปูนเหนียวที่ตำได้ที่ให้เนื้อมันเนียนใช้ฉาบผิวนอกสุดอีกทีหนึ่งค่ะ เรียกว่า การตำปูน ส่วนอิฐนั้นมีใช้แล้วในสมัยอยุธยาเพราะเราจะเห็นจากซากโบราณสถานหลายๆแห่งค่ะ ก่ออิฐถือปูนในสมัยก่อนจึงใช้ปูนตำปูนหมักก่อประสานอิฐและฉาบ

การทำปูนจากเปลือกหอย

วิธีที่  1

    นำเปลือกหอยแครงไปล้างน้ำให้สะอาดแล้วนำไปใส่ในหม้อดิน  ตังไฟจนให้เปลือกหอยแครงสุกจนกรอบ  แล้วนำน้ำราดให้หายร้อน  จากนั้นเปลือกหอยจะละลายกลายเป็นปูนขาว

วิธีที่  2

    นำเปลือกหอยแครงไปล้างน้ำให้สะอาด  แล้วนำไปเผาในเตาถ่าน  ให้เปลือกหอยแครงสุกจนขาว  จากนั้นนำเปลือกหอยแครงที่สุกแล้วไปล้างน้ำ  นำใส่ในถ้วยกระเบื้อง  ใส่น้ำพอท่วมปิดปากถ้วยด้วยใบตอง  ทิ้งไว้ประมาณ ๑-๒ ชั่วโมง

การทำปูนในสมัยก่อน มี 2 รูปแบบ

สูตรน้ำใช้ปูนขาว  จากแร่หรือเปลือกหอยแล้วแต่ท้องถิ่น ผสมกับไฟเบอร์ เช่น ฟางข้าว กล้วยน้ำว้า เยื่อกระดาษ และตัวประสานคือหนังควาย กระดูกควายเคี่ยว เติมน้ำตาล น้ำอ้อย เพื่อให้ปูนรัดตัว แต่ละท้องถิ่นมีสัดส่วนและส่วนผสมต่างๆกันออกไปแล้วแต่สกุลช่างและความนิยม

สูตรน้ำมัน  คาดว่าน้ำเข้าจากจีน ใช้น้ำมันตั้งอิ๊วเป็นตัวประสานแทนหนังควาย นิยมใช้ภายในเพราะโดนน้ำแล้วผุง่าย แต่คุณสมบัติคือ สามารถเกาะติดบนไม้ได้ (สูตรน้ำไม่ค่อยติดบนไม้ จะหลุดร่อนง่ายกว่าสูตรน้ำมัน)