"ปูนซีเมนต์” มาจากไหน?

มนุษย์รู้จักการใช้อิฐมานานนับหมื่นปี อิฐยุคแรกๆ ที่มนุษย์ประยุกต์ขึ้นจากวัสดุใกล้ตัวก็คืออิฐที่ทำจากดินเหนียว โดยในอนุทวีปอินเดียพบหลักฐานการใช้อิฐดินเหนียวย้อนกลับไปถึงปีที่ 7000 ก่อนคริสต์กาลในแถบหุบเขาอินดุส ซึ่งในพื้นที่นี้ยังพบการใข้อิฐเผาเป็นที่แรกๆ ด้วยเช่นกัน

การใช้อิฐดินเผาถือเป็นความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีของอารยธรรมในอนุทวีปอินเดีย และเป็นส่วนสำคัญที่ช่วยให้กลุ่มอารยธรรมฮารัปปาสามารถขยายเมืองและหมู่บ้านไปถึงบริเวณที่ราบลุ่มแม่น้ำปัญจาบ เนื่องจากอิฐเผาช่วยให้สิ่งก่อสร้างต่างๆ และระบบจัดการน้ำของพวกเขาคงทนต่อการสึกกร่อนจากน้ำได้ดีกว่าอิฐตากแห้ง

และสิ่งที่ขาดไม่ได้ในการก่ออิฐก็คือวัสดุเชื่อมประสานหรือ “ซีเมนต์” ที่จะช่วยให้อิฐทั้งหลายยึดติดกันได้อย่างคงทนแข็งแรง ซึ่งวัสดุชนิดนี้มีใช้ต่างกันไปตามยุคตามสมัย และตามวัสดุที่มันจะเข้าไปประสาน เช่นหากเป็นอิฐตากแห้ง ก็สามารถใช้ดินเหนียวเป็นตัวประสานได้เลย แต่เมื่อคนหันมาใช้อิฐเผาวัสดุเชื่อมประสานที่ใช้ก็จะมีความซับซ้อนมากขึ้น

ในอารยธรรมฮารัปปา (ซึ่งแม้จะมีการใช้อิฐเผาแล้วแต่ก็ยังคงใช้อิฐตากแห้งอยู่ด้วย) พวกเขารู้จักใช้ “ยิปซั่ม” มาเป็นวัสดุเชื่อมประสานในการก่ออิฐดินเผา ซึ่งเป็นสารชนิดเดียวกันกับที่อารยธรรมอียิปต์โบราณใช้ในการก่อสร้างสิ่งมหัศจรรย์ที่ทำจากหินตัดขนาดใหญ่

ส่วนวัสดุเชื่อมประสานที่ได้รับความนิยมและแพร่หลายมาตั้งแต่โบราณจนถึงปัจจุบันเห็นจะเป็น “ปูนขาว” (lime) ที่มีใช้ทั้งในฝั่งตะวันออกและตะวันตก อย่างเช่นจีนที่มักเล่าขานกันว่า กำแพงเมืองจีนที่แข็งแรงคงทนถึงถูกวันนี้ได้ก็เพราะใช้ “ข้าวเหนียว” ในการก่อสร้างซึ่งก็จริงแต่ไม่จริงทั้งหมดเพราะสูตรปูนสอ (mortar-เนื้อปูนที่มีการผสมวัสดุเชื่อมประสานเข้ากับส่วนผสมอื่นๆ แล้ว) ของจีนไม่ได้ใช้ข้าวเหนียวล้วนๆ แต่ยังมีปูนขาวเป็นองค์ประกอบสำคัญ ขณะที่ช่างไทยเองก็มีสูตรพิเศษในการทำปูนสอด้วยการใช้ปูนขาวมาหมักและกวนด้วยน้ำอ้อย

แต่ที่พิเศษกว่าใครก็คือซีเมนต์ของชาวกรีก-โรมันโบราณที่ล้ำยุคล้ำสมัยกว่าอารยธรรมอื่น (คำว่า “ซีเมนต์” เองก็มีรากศัพท์ดั้งเดิมมาจากทางโรมัน) ด้วยพวกเขานำเอาเถ้าภูเขาไฟผสมเข้าไปกับปูนขาว ทำให้เกิดคุณลักษณะพิเศษคือ เนื้อปูนสามารถแข็งตัวได้แม้อยู่ใต้น้ำ หรือที่เรียกกันว่า “hydraulic cement” (ส่วนปูนที่ไม่สามารถแข็งตัวในภาวะที่เปียกน้ำได้จะเรียกว่า “non-hydraulic cement”) สิ่งปลูกสร้างของพวกเขาจึงคงทนอย่างน่าทึ่ง

อย่างไรก็ดี เมื่อเข้าถึงยุคกลาง องค์ความรู้เก่าแก่ของชาวกรีก-โรมันในการใช้ซีเมนต์ที่แข็งตัวได้แม้เปียกน้ำกลับค่อยๆ สูญหายไป หลงเหลือให้เห็นในสิ่งก่อสร้างยุคหลังนี้เพียงไม่กี่แห่ง จนกระทั่งเข้าสู่ช่วงกลางศตวรรษที่ 18 จึงได้มีการพัฒนาสูตรซีเมนต์ให้มีคุณลักษณะแบบ hydraulic cement เหมือนซีเมนต์ของชาวกรีก-โรมันขึ้นมา

ซีเมนต์ที่ถูกพัฒนาขึ้นในยุคหลังนี้มักรู้จักกันในชื่อว่า “ซีเมนต์พอร์ตแลนด์” ซึ่งเริ่มพัฒนาขึ้นโดย จอห์น สเมียตัน (John Smeaton) ในปี 1756 (พ.ศ. 2299) เมื่อครั้งที่เขารับผิดชอบการก่อสร้างประภาคารเอดดีสตัน (Eddystone Lighthouse) นอกชายฝั่งของพลีมัธในอังกฤษ จากนั้นก็ค่อยๆ วิวัฒนาการเรื่อยมาทั้งในอังกฤษ ฝรั่งเศสและสหรัฐฯ

ขณะที่ส่วนใหญ่คนมักจะยกให้ โจเซฟ เอส์ปดิน (Joseph Aspdin) ได้รับเครดิตว่าเป็นผู้สร้างสรรค์ปูนซีเมนต์พอร์ตแลนด์ขึ้น เนื่องจากในปี 1824 (พ.ศ. 2367) เอส์ปดิน ได้รับสิทธิบัตรในสิ่งประดิษฐ์ที่เขาเรียกว่า “ซีเมนต์พอร์ตแลนด์” ที่ทำมาจากส่วนผสมของหินปูน (limestone) กับดินเหนียว ซึ่งเหตุที่เขาเรียกมันว่า ซีเมนต์พอร์ตแลนด์ ก็เพราะเมื่อมันจับตัวเป็นก้อนแข็งจะมีลักษณะคล้ายกับหินปูนพอร์ตแลนด์เป็นอย่างมาก

แต่สูตรซีเมนต์ของ เอส์ปดิน ก็ยังมีข้อบกพร่องอยู่มาก จนกระทั่งเข้าสู้ปี 1850 (พ.ศ. 2393) ไอแซค ชาลส์ จอห์นสัน (Isaac Charles Johnson) ก็สามารถพัฒนาการผลิตซีเมนต์พอร์ตแลนด์ที่ถือได้ว่าเป็นต้นแบบของซีเมนต์พอร์ตแลนด์ในยุคปัจจุบันได้สำเร็จ จนเข้าถึงศตวรรษที่ 20 การผลิตซีเมนต์พอร์ตแลนด์ก็แพร่หลายไปทั่วโลก

ในประเทศไทยก็ได้เริ่มกิจการผลิตปูนซีเมนต์ขึ้นในศตวรรษนี้ โดยพระราชดำริของพระบาทสมเด็จพระมงกุฎเกล้าเจ้าอยู่หัว รัชกาลที่ 6 ที่ทรงให้จัดตั้งบริษัทปูนซีเมนต์ไทยขึ้นในปี พ.ศ. 2456 และเริ่มผลิตปูนซีเมนต์ออกสู่ตลาดในปี พ.ศ. 2458 ซึ่งเป็นช่วงสงครามโลกครั้งที่ 1 พอดี จึงช่วยบรรเทาปัญหาการขาดแคลนปูนซีเมนต์ในประเทศที่สมัยนั้นยังคงต้องพึ่งพาการนำเข้าอยู่มากได้ ซึ่งภายหลังกิจการของบริษัทปูนซีเมนต์ไทยมิได้เพียงทดแทนความต้องการสินค้าภายในประเทศเท่านั้น แต่ยังเป็นผู้ส่งออกสินค้าไปยังต่างประเทศ และขยายกิจการไปยังภาคอื่นๆ ถือเป็นบริษัทชั้นแนวหน้าของไทยที่มีส่วนต่อการพัฒนาประเทศเป็นอย่างมาก

อ้างอิง:

• 1. Cement”. Encyclopedia Britannica <https://global.britannica.com/technology/cement-building-material>
• 2. “การเสื่อมสภาพของโบราณสถานที่มีโครงสร้างหลักเป็นอิฐถือปูนโดยกรดซัลฟูริก”. CENDRU <http://cendru.eng.cmu.ac.th/articles/14>
• 3. “Bricks and Urbanism in the Indus Valley Rise and Decline”. Aurangzeb Khan and Carsten Lemmen. Helmholtz-ZenTrum Geesthact, Germany <https://www.academia.edu/1285495/Bricks_and_urbanism_in_the_Indus_Valley_rise_and_decline>
• 4. Revealing the Ancient Chinese Secret of Sticky Rice Mortar”. Science Daily <https://www.sciencedaily.com/releases/2010/05/100530093704.htm>

5. “รอยอดีต 100 ปี เครือซีเมนต์ไทย ปล่องปูน รากฐานที่กำลังเหลือเพียงชื่อ“. สารคดี <http://www.sarakadee.com/2012/08/21/scg-heritage/>

เผยแพร่ครั้งแรกเมื่อ 13 ม.ค. 2017