Цементамі називають штучні, порошкоподібні в'яжучі матеріали, які при взаємодії з водою, з водними розчинами солей або іншими рідинами утворюють пластичну масу, яка згодом твердне і перетворюється в міцне камневидное тіло - цементний камінь.
Першим природним в'яжучим була глина. Глина і жирна земля після змішування з водою і висихання набували деяку міцність. Однак на увазі низьких споживчих якостей даних матеріалів (з використанням глини зводилися споруди, які не потребують значної міцності) - люди займалися пошуком більш досконалих в'яжучих.
Перший ранній попередник бетону був виявлений на березі Дунаю на території сучасної Югославії - в хатині древнього поселення кам'яного століття знаходився підлога з бетону товщиною до 25 см. Бетон для цієї підлоги приготовлявся на гравії і червонуватою місцевої вапна. Орієнтовний вік знахідки - більше 5000 років до н.е. Але це швидше відноситься до виключення з правил, масове застосування вапна при будівництві датується набагато більш пізніми термінами.
У плані масового використання при будівництві, більш ніж за 3 тис. Років до н.е. в Єгипті, Індії та Китаї почали виготовляти штучні терпкі - такі як гіпс. Це зумовлювалося тим, що при випалюванні будівельного гіпсу використовувалося набагато менше палива (температура випалу 140-190 С), ніж для виробництва вапна.
Вапно є найдавнішим штучним мінеральним в'язкою речовиною після гіпсу. є відомості, що єгиптяни використовували змішані вапняно-гіпсові розчини при будівництві пірамід. Однак гіпс довгий час не втрачав своїх позицій - в слідстві меншою енергоємності при виробництві, в тому ж Єгипті паливо було надзвичайно дефіцитним.
Вперше широко вапно стала застосовуватися в Греції для облицювальних робіт і в гідротехнічних спорудах. Але лише в римський період почалося масове застосування вапна для розчинів кладок.
Римляни розвинули будівельне мистецтво, залишивши після себе знамениті пам'ятники стародавнього світу. Римляни так само склали перші рекомендації по виготовленню і застосуванню вапняних розчинів. Вперше застосувавши вулканічний попіл в якості добавок - був винайдений предок так званого "пуцоланнового цементу", названого за місцем покладів сировини поблизу міста Поццуоллі.
У Київській Русі основним матеріалом була вапно. Отримували її шляхом випалу вапняку в спеціальних печах, яка пізніше гасилась в спеціальних ямах. Для приготування будівельного розчину використовувалася вапно різного складу - з чистого вапняку виходила жирна біла вапно (повітряна), а з вапняку з глинистими домішками - сіра (гідравлічна, яка має здатність схоплюватися у вологому середовищі і використовувалася при кладці). Білу вапно використовували в основному при штукатурної роботі. Хоча згідно з деякими дослідженнями цим правилом не завжди керувалися - питання раціонального застосування різних видів в'яжучих також актуальний і в сучасному будівництві. Заповнювачем розчинів була цем'янка, тобто дрібно товчена кераміка, а також туф і пемза. Використовувалася як спеціально обпалена і потім розмелених глина, так і недообожённий цегла, а пізніше мелкотолченого цегляний бій більших фракцій - що давало меншу усадку при твердінні і збільшувало тріщиностійкість. Однак тонко мелена глина надавала додаткові гідравлічні властивості цемянку. Але видно вже тоді питання економії і здешевлення матеріалів та використання відходів виробництва (шлюб цегли) не завжди вирішувалося відповідно до завданням збереження якості продукції.
Використання товченим кераміки як заповнювач - прийом, широко застосовувався багатьма древніми народами. Наприклад, в Індії застосовувалася вапно в суміші з бабаки - меленим цеглою. Цікаво, що в ранньому архітектурі в будівельних розчинах як заповнювач пісок практично не використовувався. В якості в'яжучого також використовувався гіпс, а заповнювач - подрібнений алебастр.
У 1584 р в Москві був заснований "Кам'яний наказ", який поряд із заготівлею будівельного каменю і випуском цегли відав також виготовленням вапна. Зокрема в Москві з'явилися перші виробники - сухих будівельних сумішей - називалися вони цементом (або "Сементів"). Активно використовувалися добавки - бичача кров, сир, яєчний білок, кізяк та інші речовини, що свідчить про високі вимоги до якості зводилися споруд.
У 1829 р професор Фукс (Johann-Nepomuk Fuchs, 1774.1856) - німецький хімік і мінералог показав, що всякий кремнеземний мінерал може бути придатний для гідравлічного цементу, якщо його піддати випалу. Такі породи, як граніти, гнейси, порфіри, польовий шпат, слюда і навіть проста глина, не кажучи про чистому кремнеземі (гірський кришталь, халцедон), все після випалу тверднуть під водою з вапном. Питання стояло тільки в доступності сировини і енергоємності виробництва.
Ще раніше Фукса були проведені дослідження французьким інженером Віка. роботи якого почалися в 1812 р (Луї Жозеф Віка ще в 1812 р показав, що обпалена суміш чистої вуглекислого вапна і глини до певної пропорції по подрібненні твердне з водою без всяких збільшень.), а в 1818 він висловив думку і довів досвідом, що всякий ізвестковістого мінерал, що містить глину в певній кількості, здатний дати так звану гідравлічну (т. е. твердне під водою) вапно після належного прожарювання. З 1837 по 1841 рр. Віка показав, що велика частина глин володіє властивістю перетворюватися в пуцолани внаслідок випалювання, т. Е. Укріпляти з вапном під водою, чому продукт випалу глин і назвали штучної пуццоланой (цем'янкою). Віка зробив потім дослідження різних французьких глин, мергелів, вапняків, завдяки якому, у Франції швидко стало розвиватися виробництво гідравлічних вапна та цементу, одержуваних прокаливанием природних глинистих вапняків.
У 1822 р в Петербурзі вийшла книга Є.Г. Челиев "Трактат про мистецтво готувати хороші будівельні розчини", а в 1825 році Челиев в книзі "Повний повчання, як готувати дешевий і кращий мертель або цемент, вельми міцний для підводних будов" узагальнив досвід поліпшення властивостей в'яжучих матеріалів, накопичений при відновленні Кремля, зруйнованого під час Великої Вітчизняної війни 1812 року. Єгор Герасимович Челиев починав працювати в Саратові, потім став учасником відновлення Москви після пожежі в 1812 році. Саме тоді він почав проводити експерименти з різними матеріалами, щоб знайти скріплює складу для цегли і каменю. Прагнення отримати ще більш досконалий вид гідравлічного в'яжучого привело російського будівельника Челиев до важливого відкриття: при випалюванні в горні на сухих дровах суміші вапна і глини до "білого жару" (при температурі понад 1100-1200 С) виходив спечений продукт, який володів у подрібненому вигляді високими механічними властивостями і здатністю тверднути у воді. Єгор Герасимович Челиев є винахідником сучасного цементу.
У 1824 році Джозеф Aспдін, британський муляр, одержав патент на "Вдосконалений спосіб виробництва штучного каменю", який він створив на власній кухні. Винахідник нагрів суміш добре подробленного вапняку і глини в кухонній печі, після роздробив грудку суміші в порошок і отримав гідравлічний цемент, який затвердів при додаванні води. Aспдін назвав отриманий продукт - портландцементом, тому що при виробництві він використовував камені з кар'єру, який знаходився на острові Портланд. Однак тільки 30 років по тому після цього відкриття англійські портландцементи набули поширення, а потім і переважання. Поштовх дала Лондонська всесвітня виставка 1851 року після якої на континенті весь портландцемент називався англійською.
Отримане Аспдін в'яжучий не було портландцементом в сучасному розумінні цього слова, а являло собою різновид романцемент, отриманого при кілька підвищеній температурі випалу (900-1000 С). проте назва "портландцемент" збереглося і понині. Гідравлічна в'язка, описане Є.Г. Челиев, ближче за властивостями до сучасного портландцементу, а за якістю перевершувало портландцемент Аспдін.
Справа Челиев продовжили російські вчені Р. Л. Шуляченко, А. А. Байков, В. А. Кінд, С. І. Дружинін, В. Н. Юнг, П. П. Будников, В. Ф. Журавльов та ін.
Д.І. Менделєєв у книзі "Основи хімії" розглядає ряд питань, пов'язаних з хімією силікатів, зокрема цементів.
Останні 15 років недостатньої уваги до цементної науці привело до того, що втрачено як мінімум 75% наукового потенціалу галузі. Решта 25% мають потребу в інвестиціях з боку виробників і підтримки з боку держави.