История строительных материалов

История строительных материалов

Строительство – важнейшая сфера человеческой деятельности

Строительство – одна из сфер деятельности людей, возникшая в древние времена. На протяжении столетий человечество прилагало массу усилий для того, чтобы сделать свои жилища комфортными, прочными, долговечными.

Целью прогресса в области строительства была не только защита от непогоды или диких зверей. По тому, насколько роскошно то или иное здание, судили также о статусе его владельца. Немалую роль играло и наличие рядом с домом пруда. Кстати, этот элемент экстерьера актуален и в наши дни.

Подробнее о строительстве прудов и водоемов вы можете узнать здесь. Совершенствовалось также строительство дорог и мостов, дамб. Изменения коснулись не только архитектуры. Благодаря научно-техническому прогрессу, появлялись новые строительные материалы, конструкции. К примеру, в 1950 году учеными ДорНИИ был изобретен дорнит, один из самых популярных геосинтетиков.

Из истории строительных материалов

Однако, об истории строительства лучше рассказывать по порядку. Первые строительные материалы, которыми пользовались люди – камень, дерево и кирпич. Выбор того или иного варианта зависел от местности, в которой производилась стройка, а также – от обеспеченности заказчика.
Так, пирамиды в Древнем Египте возводились из каменных блоков, большинство же зданий на Руси строилось из дерева. А в Древней Индии для построек чаще всего использовался кирпич, изобретенный еще до нашей эры.

Однако, в массовом строительстве этот материал начал использоваться лишь с середины XIX века. Тогда же возросла популярность железа. Если раньше оно чаще всего применялось для покрытия крыш, или производства фурнитуры (гвоздей, болтов), то начиная с XIX столетия его стали использовать в качестве материала для балок, решетчатых ферм (в мостостроении). В это же время в Портланде был изобретен цемент. Инженеры не сразу оценили по достоинству вещество, придуманное Джозефом Аспдином, но впоследствии ситуация изменилась.

Железобетон, изобретенный также в XIX веке, изначально применялся для изготовления кадок для растений. С годами он стал весьмапопулярным материалом. Так, например, Церковь Спаса Нерукотворного Образа в Клязьме построена целиком из железобетона.

Сегодня наука тоже не стоит на месте. Создаются такие эффективные и долговечные материалы, как керамзит, пеносиликаты, стекловолокно, геотекстиль. Этот материал можно назвать универсальным, так как используется он во многих областях – от дорожного строительства до медицинской сферы.

Использование габионов… и не только!

Также в последнее время популярны габионы. Их используют как в практических целях (для защиты берегов от размывания), так и в качестве декоративного элемента. С помощью габионов обустраивают террасы, из них делают садовую мебель, обрамляют оранжереи. Этот компонент ландшафтного дизайна отличается прочностью и долговечностью.

Со временем габионы все более органично вплетаются в окружающую природу, становясь ее логичным продолжением. Однако это– капля в море разновидностей современных строительных материалов. О том, что такое, например, геомат или георешетка вы также можете прочитать у нас на сайте.

История появления строительных материалов

Как только первобытный человек приобрел разум, он начал защищать себя от внешних воздействий природы. С этой целью сначала использовали природные углубления в земле, пещеры, завалы деревьев и тому подобное. Позже, в зависимости от места нахождения — лес, река, озеро или каменистая местность, — человек начал использовать для строительства жилья природные материалы, которые находились рядом.

В те времена, когда были рыцари, когда честь и достоинство считались главной ценностью, когда велись честные рыцарские поединки, чтобы завоевать сердце прекрасной дамы, дома строились из камня и древесины. По сути, это были первыми строительными материалами.

Одновременно с решением вопроса, из чего строить, возникал вопрос о том, как строить и чем строить (с помощью чего). Так начали зарождаться ремесла, связанные со строительными материалами, строительным производством и строительной техникой. Постепенно ремесла развивались, перерастали в фабрики, целые производства. Соответственно, были придуманы новые строительные технологии, стали использоваться новые строительные материалы.

Из прочных, качественных и надежных стройматериалов возводятся многоэтажные дома, поэтому купить квартиру в Новостройке Барнаула — значит приобрести жилье в долговечном и красивом современном доме, где все предусмотрено для комфортного проживания.

Обенностью использования природных стройматериалов на территориях некоторых современных стран является то, что, как только глину начали использовать в строительстве (І век до н. э), ее стали смешивать с соломой, остатками волокнистых растений, даже с примесью навоза крупного рогатого скота. Этот один из первых «искусственно собранных» строительных материалов называется саман.

Саман — один из прообразов бетона и одновременно композиционного материала. Из него также изготавливали кирпич и использовали как строительный раствор. Под другими названиями этот материал использовали на территориях современных Армении, Грузии, Египта, Китая и других стран. Конечно, саман имеет мало общего с современным кирпичом, но все же он послужил его своеобразным прототипом.

Современные кирпичные здания не сравнить с саманными, даже с каменными и деревянными, в силу особых характеристик кирпича. Благодаря прочности и морозостойкости этого стройматериала кирпичные строения чрезвычайно долговечны. Кирпич экологичен, очень прочен и пожаробезопасен. Он никогда не перестанет оставаться одним из наиболее востребованных и приоритетных строительных материалов, придуманных человеком сотни лет назад.

Забытая реальность

вспомним прошлое, вернемся к истокам

История строительных материалов. Вяжущие.

СТРОИТЕЛЬНЫЕ РАСТВОРЫ И ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА ПЕТЕРБУРГА XVIII—ПЕРВОЙ ПОЛОВИНЫ XIX в.

После основания в 1703 г. будущей столицы на дальнейшее развитие строительного дела и производства вяжущих материалов и растворов во всей стране основное влияние оказывало выдающееся зодчество Петербурга. Техника растворов петровского времени создавалась здесь с учетом иностранного опыта. Однако в выборе вяжущих веществ и активизирующих добавок она, как выяснилось из исследования, отличалась от техники западноевропейских стран и была более прогрессивной.62

Нами исследованы 13 кладочных растворов, отобранных преимущественно из внутренней кирпичной кладки различных конструктивных элементов монументальных церквовных и общественных сооружений Петербурга XVIII—первой четверти XIX в. :

Петропавловский собор (1712—1733 гг., Д. Трезиии), бывшая царская усыпальница на территории Петропавловской (С.-Петербургской) крепости. Исследованы шесть растворов периода 1712—1725 гг. …Все растворы, за исключением более позднего раствора, чрезвычайно тверды. Высокая прочность, однородность растворов и топкость швов хорошо выполненной кладки очень затруднили отбор образцов, причем их удалось получить лишь в виде мелких кусочков.

Большой Гостиный двор (В. Растрелли и Ж. Б. Баллен-Деламот). Исследованы пять растворов периода 1761—1775 гг….Средняя, иногда малая твердость и неравномерность растворов, доступность кладки в процессе ее разборки (в связи с реконструкцией помещения), более толстые швы и наличие в кладке пустот, заполненных отвердевшим раствором, облегчили отбор довольно крупных образцов. Значительные колебания в качестве растворов объясняются возведением различных отсеков в разное время отдельными владельцами участков. Это приводило к использованию разнородных материалов, различной тщательности выполнения работ, а может быть и к экономии в’ их стоимости за счет качества.

Исаакиевский собор (1818—1858 гг., А. Монферран), быв. собор йсаакия Далматского, включает элементы предыдущего Исаакиевского собора (1768—1802 гг., А. Ринальди). Исследованы два образца обоих строительных периодов. Образец M 35. Раствор северо-западного паруса придела Александра Невского, 1796 г. Образец № 37. Раствор свода между подвалом и церковным полом юго-западной части центра, 1820 г. …

Из 13 исследованных растворов Петербурга 12 растворов изготовлены на гидравлических известях и только один (№ 12 Гостиного двора) на тощей воздушной извести. Из 12 гидравлических известей девять сильно гидравлических и только три (№ 17, 18 Петропавловского собора и № 13 Гостиного двора) слабо гидравлических. По содержанию окиси магния среди гидравлических известей пять доломитовых (№ 15, 19, 8, 35, 37), две доломитизированных (№ 14, 7) и пять маломагнезиальных (№ 16—18, 11, 13). Тощая воздушная известь (№ 12) магнезиальна.

Применение исключительно гидравлических известей в монументальных наземных сооружениях, при наличии и воздушных известей, следует объяснить соображениями прочности и долговечности. Такая практика, как показано далее (стр. 325—326), отражена в трактате-кодексе строительного дела 1737—1740 гг. — Доляшость Архитектурной Экспедиции, критически обобщившем строительный опыт петровского времени. Она превосходила западноевропейскую практику, в которой тогда и позднее, вплоть до работ Смитона и Паркера, еще господствовали воздушные извести с гидравлическими добавками.

При использовании только гидравлических известей в сооруяжениях Петербурга (как и Риги) изучаемого периода зависимости между видом используемой извести и назначением конструктивного элемента, для которого предназначается раствор, естественно, не наблюдается. Напротив, в пределах одного и того же собора или одного и того же отсека Гостиного двора растворы различных конструктивных элементов, выполнявшихся разновременно, изготовлены на сходном вяжущем…

На изучаемых растворах Петербурга наглядно проявлена своеобразная эволюция в применении активизирующих добавок. Она происходила в середине XVIII в., закрепилась в XIX в. и привела при одних и тех же известях к ухудшению качества растворов в послепетровское и последующее время. Из шести растворов Петропавловского собора три содержат, наряду с обычными естественными заполнителями, карбонатные заполнители и цемянку, а два — только цемянку. Лишь в одном растворе применены только обычные заполнители при наиболее гидравлической, однако, извести и отличном качестве работы. Все семь растворов Гостиного двора и Исаакиевского собора содержат из добавок только цемянку.

Применение строителями Петропавловского собора карбонатных заполнителей нельзя рассматривать как способ утилизации отходов доломита и известняка при производстве извести на самом строительстве, как это было в древности. Для строительства всех трех сооружений известь обжигали и заготовляли на карьерах вне Петербурга. Безобжиговую тонкомолотую карбонатную добавку под названием цемента, или семента, наряду с другими сементами (цемянка, глинит, обожженные карбонаты), широко использовали в первой половине XVIII в. для улучшения известковых растворов.

Карбонатная добавка в растворах Петропавловского собора представляет собой измельченные доломиты и известняки в необожженном, иногда — слабо обожженном состоянии. В типичном известково-цемяночно-карбонатном растворе № 19 заполнители состоят из 40% цемянки, 30% доломита, 25% кварца и около 5% полевого шпата..’

цемянка (кирпичная мука)

Цемянка в растворах Петропавловского собора представлена обломками и зернами измельченного кирпича величиной от 0.1 до 1.5—2 мм. Судя по оптическим свойствам зерен плагиоклаза, включенных в цемянке известково-цемяночного раствора № 14, исходный кирпич был обожжен при 1000°. Для этого раствора характерно большое сцепление цемянки с вяжущим веществом, величина его соответствует прочности кирпича. Излом при разрушении раствора проходит одновременно по обоим компонентам, а прочность контактной зоны, по-видимому, соответствует прочности отвердевшего раствора (85 кг/см2). В растворе № 14 цемянка занимает значительное, а в растворе № 15 основное место среди заполнителей.

Содержание цемянки в растворах Гостиного двора и Исаакиевского собора значительно меньше, оно составляет соответственно 10—30 и 20—30% от количества всех заполнителей. Цемянка измельчена неравномерно: крупные (до 3—4 мм) и мелкие зерна ее, иногда обломки и куски кирпича, сочетаются с пылеватой фракцией, а в растворах Исаакиевского собора и с тонко измельченной и просеянной мукой (табл. XXI, 1, 2, XXIII, 1, 2, XXII, 5, 6). При сохранившихся на поверхностях растворов № 7, 35 (табл. XVI, 1, 3) остатках кирпича из кладки, раствор прочно сочленен с кирпичом, сила сцепления соответствует прочности кирпича, а контакт по характеру сцепления у образца № 35 (табл. XXIII, 3—6) подобен контакту у киевских Золотых ворот.

Обычные заполнители растворов Петербурга в подавляющей части состоят из зерен кварца и различных полевых шпатов. Иногда встречаются обломки гранита с характерным для него комплексом минералов, обломки других горных пород. Изредка в небольшом количестве попадаются зерна разных минералов, глинистое вещество. Редко, в отдельных растворах всех трех сооружений, встречаются обугленные древесные остатки, иногда сохранившие форму сосудисто-волокнистых пучков, — результат обжига материалов на древесном топливе…

Особенно интересен раствор свода перекрытия под алтарем Петропавловского собора (образец № 16). Этот серый плотный искусственный камень с равномернозернистым изломом (табл. XV, 1, 3) выделяется среди всех остальных изучавшихся растворов наибольшими плотностью (2.03 г/см3) и прочностью (200 кг/см2). Раскалывание образца по вяжущему и заполнителям и многочисленные остатки кирпича на поверхности образца говорят о большом сцеплении вяжущего с заполнителями и кирпичом. Раствор не содержит цемянки и карбонатных добавок, изготовлен на неравномерно среднезернистом песке, содержащем 60% кварца, до 35% полевых шпатов и около 5% мусковита, биотита, железистых минералов. Зерна заполнителей имеют реакционные каймы и следы поверхностной коррозии. Изотропное вещество, окружающее зерна кварца, является опалом с различным количеством воды, у зерен полевых шпатов оно представляет водные алюмосиликаты типа цеолитов (табл. XX, 5., 6).

Высокая прочность этого раствора побудила нас проверить — не является ли его вяжущее портландцементом, примененным при реставрационных работах последнего времени. Однако данные химического анализа приводят к следующей химической характеристике вяжущего: основной модуль — 2.5, силикатный — 1.1 и глиноземный — 2.35. Для портландцемента эти модули соответственно имеют пределы 1.9—2.4, 1.7-—3.5, 1—3. По химическому составу вяжущее следует отнести к сильно гидравлической маломагнезиальной извести. Под микроскопом отвердевшее вяжущее вещество имеет полиминеральный характер… Отвердевшее вяжущее изучаемого образца резко отличается от вяжущего строительных растворов 1890 г., изготовленных на портландцементе…

… Превосходство растворов Петропавловского собора по прочности следует объяснить повышенным содержанием цемянки и наличием активизирующих карбонатных добавок. Прочность известково-цемяноч-ных растворов № 14, 15 этого собора (85 кг/см2) выше средней прочности таких же растворов остальных сооружений (57 и 68 кг/см2). Еще выше.

…В отношении прочности растворов отдельных сооружений отметим следующее. Выделяющийся своим качеством образец № 16 Петропавловского собора наглядно показывает, что хорошо приготовленный раствор на активной, сильно гидравлической извести может быть очень прочным и без гидравлических и активизирующих добавок…

Превосходные растворы Петропавловского собора 1712—1733 гг. характеризуют умелое использование исходных материалов, сочетаемое •с высоким качеством работы при возведении ответственного монументального сооружения раннего Петербурга. Разнородность известей, уменьшенное содержание цемянки и отсутствие карбонатных добавок, наряду с ухудшением качества работы, привели к гораздо менее прочным и неоднородным растворам 1761—1775 гг. Большого Гостиного двора. Растворы Исаакиевского собора несколько прочнее растворов Гостиного двора за счет однородности качественных известей и более тонкого измельчения цемянки. Но и здесь уменьшение содержания цемянки и плотности растворов привело к резкому снижению прочности раствора 1820 г. сравнительно с раствором 1796 г. Все изученные растворы очень жирны и в наземных частях сооружений вполне воздухоустойчивы, признаки отчленения вяжущего от заполнителей и рассыпания отсутствуют.

Растворы монументальных сооружений культового и общественного назначения Риги XIII—XVII вв. и Петербурга XVIII—первой четверти XIX в. рационально изготовлены преимущественно на гидравлических известях… Наилучшее качество работ и более высокое содержание цемянки при наличии и карбонатных добавок обеспечили превосходство растворов Петропавловского собора по прочности и пределам ее колебания над остальными растворами. Рижским растворам, изготовлявшимся в течение XIIl—XVII вв., свойственно ровное, довольно высокое качество. В Петербурге же на протяжении XVIII—первой четверти XIX в. превосходные растворы петровского и послепетровского времени, значительно более совершенные, чем тогдашние растворы Западной Европы, сменяются менее качественными и прочными растворами последующего времени. Высокое в общем качество рижских и петербургских растворов XIII—XIX вв., изготовленных на местных гидравлических известях, свидетельствует о неуместности наблюдающихся в нашей строительной практике игнорирования этого ценного местного материала и необоснованной замены его часто привозным портландцементом.

Строительство из обожженного кирпича (плинфы) и камня возникло на Руси в конце X в. и велось наряду со строительством из дерева, глины и сырца…

Монгольское нашествие 1237—1241 гг. привело к уничтожению ж расхищению материальных и культурных ценностей древней Руси, задержало на полтора столетия ее культурное и экономическое развитие. Это полностью относится к строительному делу и производству строительных материалов. Во второй половине XIII в. каменное и кирпичное строительство почти прекратилось, способ улучшения известковых растворов добавлением цемянки был надолго утрачен. Памятники архитектуры этого времени отсутствуют. Только в XIY в., особенно после «победы Дмитрия Донского над Мамаем в Куликовской битве (1380 г.) и с усилением Московского княжества, вместе со всей русской культурой, возрождается и каменное зодчество.

Во второй половине XVII в. развернулось строительство каменных и кирпичных мостов и гидротехнических сооружений. В смете на подготовлявшееся в 1643—1644 гг., по неосуществленное строительство Большого каменного моста с пятью пролетами и шестью ледорезами через Москву-реку, наряду с 32 тыс. шт. белого крепкого камня, 6000 шт. кирпича и 480 боч.14 (9600 пуд. или 157 т) извести, было записано 12 бочек горшечной золы — гидравлической добавки к воздушной извести.

Развитие мостостроения и гидротехнического строительства способствовало возрождению древнейшего, утраченного в период монгольского ига приема использования гидравлических добавок для придания водостойкости растворам на воздушной извести. По-видимому, первоначально их применяли только в мостах и гидравлических сооружениях…

В 1687—1692 гг. на Москве-реке был построен третий в столице каменный Большой (Всехсвятский) мост, соединивший Белый город с Замоскворечьем. Новый грандиозный мост — «седьмое чудо мира» — длиной 150 м и шириной 24 м начинался в Замоскворечье «палатным строением» с шестью проездными и проходными воротами и двумя шатровыми башнями — предмостным укреплением. На мосту с обеих сторон находились каменные торговые помещения, прерываемые в средней его части высокими каменными аркадами. У быков моста были устроены плотины с «водо действующими» мукомольными мельницами. Мост покоился на семи быках — устоях из дикого камня на крепком известковом растворе — с ледорезами и на двух береговых устоях и имел шесть речных и два береговых пролета. Мост служил до 1859 г. до замены новым металлическим мостом. Сведений о расходе материалов на строительство Каменного моста не имеется. Сооружение, например, Кузнецкого каменного трехарочного моста через Неглиниую (1756 г.) потребовало 4492 боч. (1472 т) извести. (14 Бочка емкостью 40ведер, или 492 л (0.492 м3), вмещала около 20 пуд., или 327.6 кг негашеной извести.)

Производство извести и снабжение ею Москвы в XVII в. осуществлялись в порядке трудовой натуральной повинности населения и монастырей определенных районов, подрядов и частной инициативы. Подобным же образом добывались и поставлялись белый камень, бут, песок, глина. Основной район добывания белого камня и изготовления извести «для государева каменного дела» составляли подмосковное село Мячково близ Бронниц, на берегу Москвы-реки и прилегающие села Мячковской волости.15…

В начале XVIII в. в Москве для придания воздушным известковым растворам водостойкости и повышенной прочности применяли цемянку (молотый кирпич) и «семент», или «цемент» (молотый камень — известняк), в качестве гидравлической и ускоряющей твердение добавок. «Толкли кирпич и готовили цемент», в частности, на небольшой водяной жерновой мельнице при пруде на реке Неглинной у Троицкого моста Кремля. Мельница -«ходила из оброку» по 17 руб., а с 1790 г. по 60 руб. в год.

Зодчий В. И. Баженов (1737—1799) в письме от 12 октября 1776 г. к государственному деятелю П. В. Завадовскому писал, что «крыть черепицею на извести с сементом. . . [он] не отважился до будущей весны» и объяснял остановку в кладке стен «за неварением изъвестью с кирпи-чем по осеннему уже воздуху».31 В другом письме от 11 июля 1776 г. Баженов пояснял, что «весною в Апреле лучи солнца действие сильнея имеют к известковому раствору, нежели в осенних месяцах».32 В «памятной записке, что доложить Е. И. В. по селу Царицыну» 1775 г. он указал: «4. Известь кою замаривал в Кремле архитектор Баженов, не соблаго-волено ль будет ея брать и употреблять в стены, а особливо к Готике, нежному строению необходимо нуяшо». И далее: «5. Дрова на обжиг кирпича, черепицы и извести, наймом или покупкой рощей доставать?» 33 В памятной записке от 12 октября 1776 г. Баженов спрашивал: «Полы в них («новопостроенных домах») делать из кирпичной глины плитками или сементом по-венециански?» 34 …

Наряду с известково-цемяночным, известково-карбонатным и другими водостойкими вяжущими, в XVIII в. находил применение и «Лориотов цемент». Известная моргаапская мукомольная водяная мельница Кутайсова (Тамбовская губ.) — «изящное произведение механического искусства» — была построена в 1799 г. инженер-механиками И. Пуадебардом и А. Диго из кирпича на «Лориотовом цементе, исправно приготовленном под бегунами» из смеси гашеной и негашеной извести, цемянки и кремня. После 43 лет службы кладка мельницы из «кирпича самого дурного свойства… затопляемая водой… и находящаяся во время водополи до 20 фут. [6.1 м] в воде… при пособии сказанного цемента осталась невридима и ни один кирпичь еще не выкрошился».(О занятиях инж.-механ. [Д. А.] Диго и сведениях им собранных. . ., с. 149, 150 [144, статья])

К началу XIX в. применение цемянки и семента имело массовый характер. Эти добавки измельчали в порошок при помощи вододействующих или с ручным или конным приводом толчей или жерновов и смешивали с обожженной известью в виде измельченной кипелки, пушонки или теста. За словом «цемент» в то время сохранились значения гидравлической и активизирующей добавки и гидравлического раствора.

После основания в 1703 г. будущей столицы — Санкт-Питербурха — всем городским, крепостным и дворцовым загородным строительством, здесь ведала созданная Петром в 1706 г. и окончательно оформившаяся к 1712 г. Канцелярия городовых дел.42 Преобладающая часть подведомственной Канцелярии рабочей силы использовалась для производства и транспортирования строительных материалов.43 В 1723 г. Канцелярия городовых дел была преобразована в Канцелярию от строений, ведавшую строительством казенных сооруя^епий в Петербурге и окрестностях.(Технический персонал Канцелярии возглавлял «полковник от фортификации и архитектор» из итальянцев Доменко Трезини (Андрей Трезин, Тресин и т. д., 1670—1734), а директором (обер-комиссаром) ее был генерал-майор У. А. Синявин (Сенявин), брат известного вице-адмирала Н. А. Синявина)

В 1732 г. дела строительства и содержания дворцов, загородных резиденций и крепостей («Санктпитербургской и Шлютельбургской») были переданы соответственно в ведение Дворцовой канцелярии и Канцелярии Главной артиллерии и фортификации, а функции Канцелярии от строений были ограничены руководством гражданским строительством, т. е. сооружением остальных общественных и правительственных зданий.45″ Никаких практических полномочий для выполнения поставленных перед, нею задач новая Канцелярия от строений по существу не имела.46 Поэтому после большого пожара Петербурга в 1737 г. Анной Иоанновной была учреждена (наряду с продолжавшей действовать Канцелярией от строений) Комиссия о строении в Санктпетербурге, которой было поручено-заботиться «обо всем строении здесь. . . как о обывательском, так и о казенном, кроме дворцов».47 Именные указы и повеления по этой Комиссии относятся к 1737—1740 гг. Для дальнейшего упорядочения и развития каменного строительства в 1762 г. была учреждена Комиссия для устройства городов Санктпетербурга и Москвы с пребыванием ее в Петербурге.

Канцелярия же от строений в 1765 г. была реорганизована в Канцелярию, с 1769 г. — Контору от строений е. и. в. домов и садов с оставлением за ней кирпичных, черепичных, известных и фаянсовых заводов. В 1797 г. Павел I объединил Контору от строений е. и. в. с подчиненной ей с 1746 г….

Предпринимались также конкретные меры для обеспечения строительств в Петербурге материалами. Так, например, в связи с перестройкой Зимнего дворца, порученной ген.-лейт. Фермору, сенатским указом 1755 г. было предписано «для заготовления камня, на известь и на плиту в фундаменты, и на обжег кирпича и извести дров, тако ж и лесов ординарной меры и больших мачтовых, реки, впадающие в Волхов и в Ладожский канал, тако жив Неву реку, Тосну, Mry и другие реки, по которым что можно достать, отдать в ведомство Канцелярии от строений на три года до будущего 1758 года, чтоб ни кто ни лесов, ни дров, ни камня там на ипые работы пе заготовлял, кроме опой Канцелярии». «Добрые каменщики» и другие мастера казенные и вольные «отовсюду, где б они ни были» также подлежали направлению в Канцелярию.(ПСЗ, т. XIV, № 10373 [306])

Вяжущим веществом для растворов в строящемся Петербурге петровского и послепетровского времени являлась известь, потребность в которой в 1720 г. превысила 1 млн пуд. (16 380 т). Крупные потребители заготовляли известь подрядным способом часто на местах добычи камня и плиты известняка по берегам судоходных рек Сяси, Волхова, Тосны, Пудости (притока реки Ижоры), Черной на территории Петербургской <в 1708—1709 гг. Ингерманландской) губернии, а также Шелони, Меты (притоков озера Ильменя) и Тихвинки в Новгородском ее уезде (с 1727 г. губернии). Доставляли известь в Петербург водным путем.

Канцелярия городовых дел — основной потребитель извести — заготовила в 1720 и 1721 гг. на Сяси, Тосне и Пудости 48 511 и 25 836 20-пу-довых бочек (15 893 и 8317 т) извести и наметила заготовить ее в 1722 г. 30 тыс. бочек (9828 т). На Сяси, например, известь обжигал дворянин Иван Кушелев, который с 1716 г. имел 30 печей с производительностью за кампанию по 500 бочек, или 10 тыс. пудов (164 т) извести и получал от Канцелярии по 195 руб. за каждую печь. Стоимость извести на месте, следовательно, составляла 39 коп. за бочку, или около 2 коп. за пуд. С доставкой в Петербург по Ладожскому озеру и Неве известь обходилась в 50 коп. за бочку.(ЦГИАЛ, ф. 467, оп. 73/187, кн. 21, ч. 1, л. 227—230, П. Н. П е т р о в. История Санкт-Петербурга…, с. 176 [229], С. П. Л у п п о в. История строительства Петербурга.ю., с. 105 [245])

Кроме белой и серой сясьских, серой свинорецкой, белой боровицкой,, тосненской, белой пудостской, волховской и других, применяли также серую гостилицкую известь (Петербургская губ.), белую и серую новгородские извести — по-видимому, собирательное название для извести ряда местных месторождений. Для ремонтно-строительных работ Выборгской крепости, кроме свинорецкой и сясьской известей, применяли и дагиютскую (дагиутскую) известь (1751, 1753 гг.), доставлявшуюся морем с острова Даго (Дага) в Рижском заливе. В Петербурге продавалась и «самая чистая», белая готландская известь (1738, 1759 гг.), доставлявшаяся морским путем с острова Готланд (Швеция) на Балтийском море.(В публикациях и документах того времени сясьскую известь именовали также сясской, сеской, сяжской, сияжской, а пудостскую—пудовской, пудожской. Одно из месторождений сырья для тогдашних новгородских известей, расположенное вблизи Боровичей, и теперь эксплуатирует крупнейший в стране Угловский известковый комбинат.)

Поставки составляли от нескольких сот до нескольких десятков тысяч бочек извести. Так, например, «к достроению Санкт-Петербургской [Петропавловской] и Нарвской крепостей» в 1733 г. Канцелярии Главной артиллерии и фортификации потребовалось 41 ,тыс. 28 бочек (13 441 т) серой извести и 200 бочек (65.5 т) белой извести.77 «К строению кронштат-ских каналов» в 1737 г. «Канторе кронштатских строений» требовалось 20 тыс. бочек (6550 т) серой гостилицкой круховой извести. Тогда же для постройки каменного полкового двора в Петербурге предлагалось поставить 8785 бочек (2878 т) извести серой и 250 бочек (82 т) — белой, а «строению Аранибомского дому» (дворца) — 9279 бочек серой извести (3040 т).(С.-Петербургские ведомости, 1733, с. 20.)

«К исправлению фортификационных работ» при крепостях Санкт-Петербургской, Шлиссельбургской, Кронштадтской, Кексгольмской, Нарвской и Перновской в 1738 г. Фортификационной конторе было необходимо 5679 1 /2 бочек (1861 т) серой извести и 50 бочек (16.4 т) белой,, о чем было объявлено в трех публикациях. В том же году «к строению Адмиралтейских мастерских покоев» в трех объявлениях требовалось 10 млн кирпича трех видов, 47 797 бочек (15 659 т) серой и 1257 бочек (412 т) белой извести.79 В 1753 г., в связи с проводившейся по проекту инженер-генерала А. П. Ганнибала перестройкой верков Петропавловской крепости, Артиллерийская и фортификационная контора объявила о поставке 43 919 V2 бочек извести боровицкой, 651V2 бочек свинорецкой и 14 499 бочек сясской серой, а всего 59 070 бочек (19 352 т).

Представления строителей того времени о свойствах «материалов, которые употребляются в строении», в том числе и извести, в зависимости от исходного сырья и способа обработки, а также об областях и порядке их применения изложены в трактате-кодексе «Должность Архитектурной Экспедиции», разработанном в 1737—1740 гг. Комиссией о Санкт-Петербургском строении.(Должность Архитектурной Экспедиции [149, статья]. — Этот обширный труд, составленный виднейшими архитекторами своего времени и сочетающий элементы теории, практики и законодательства архитектурно-строительного дела и производства строительных материалов, оставался неизданным до 1946 г. (ЦГАДА, разр. XVI, № 417, л. 60—235 — рукописный текст, Государственный исторический музей, собр. А. Д. Черткова, № 31 — чертежи).)

«Известь серая — самая нужнейшая вещь каменным строениям, оная ж бывает разная в доброте своей, ибо из разного камня выжигаема бывает и разными имянами называетца по урочищам тех мест, где оную промышленники жгут. Между всеми ж разными ее званиями именуютца две — распускпая и круховая [гашеная и негашеная], распускная, которую промышленники при зжении на местах водою взмачивают, оттого оная распускаетца и называетца распускная, круховая та есть, которую водою при зжении на местах не взмачивают, а привозят в продажу, какова она созжена бывает, которая признаваетца по большой части за лутшую, токмо особливо доброта извести находитца по месту того натуралного камня, ис которого известь зжена бывает. Белая такожде выжигаетца. из особливого ж природою натуралного камня, почему оная белая и бывает, и как оная известь цветом своим с протчею известью разнство имеет, такожде и в качестве добротою своею, которая более употребляетца в штукаторную работу» (стр. 50).

При выборе извести для различных частей сооржения предписывается учитывать свойства известей тех или иных месторождений. При устройстве фундаментов «под ту [ревельскую и тосненскую] плиту и кирпичь должно известь употреблять уже сеяную, круховую, а паче которую привозят па барках, называемую свинорецкую, к тому ж и еще привозят известь круховую гостилицкую, а не так как сяскую распуск-ную, которую не токмо в строение партикулярное, но и в фундамент употреблять сумнително, ибо во многой той сяской извести находитца песку, а уже при работе того и класть невозможно, или паче чаяния для зжения той извести кладут в печи негодную песчаную плиту» (стр. 71).

Соответственно этому предлагается «в ызвесть на фундамент класть песку, буде в сяскую распускную третюю долю. Буде же в такие извести, как ниже сего упоминаютца, класть половину» (стр. 71). При укладке же фундамента из плиты требуется «с разсуждением, а не с торопливостью. . . каждый ряд укладывать на извести, равно и расщебенивать мелким плитняком или кирпичем щебнем все находящиеся пустые места с ызвестью, а потом заливать известью же твореною с песком и так поступать должно перевезью» (стр. 70).

Вопреки старому обычаю для стен рекомендуется кирпичная кладка с тонким швом. «Те стены кирпичные должно класть на сееной же раз-твореной круховой извести, в которую песку употреблять третью часть,а смотря доброту, то хотя и более, и перебив с песком, делать кирпичем так тонко втирав, толко б вид был под помянутыми кирпичами извести, а не так, как по обычаю кладут под кирпичь извести веема толсто» (стр. 71).

Предусматривается применение извести для «обмаски (или вымаски)» стен, расшивки швов между кирпичом, а также для «подмаски простой, неполивной черепицы. . . в удобное летнее время…, притом… не одну известь с песком, но надлежит того сделать нарочной состав, которой бы от дождя, мороза и снега не так лехко мог поврежден быть» (стр. 63). Упоминается, что «в некоторых городах мостят диким камнем с известью» (стр. 86).

Анализируя «разные непорятки каменщичьи при работах», авторы уделяют большое внимание нормальным условиям твердения и службы известкового раствора (стр. 43, 44).

Для предотвращения происходящих от общего непорядка «болшой конфузии, переделок и вреда при работах» установлен определенный порядок ведения каменных работ, а строителям вменены в обязанность надлежащее знание свойств материалов, надлежащее их хранение и применение. Так, «каменного дела мастер должен. . . паче всего знать, как в глине, песке, кирпиче, извести разных сортов, алебастре, сементе и других композиций. . . не меньше же того — силу в творении и приуготовлении извести и в смешении по своей пропорции с песком. . . а при водах — семента и протчаго тому подобного» (стр. 33, 34). «Штука-торного дела мастеру. . . должно. . . искусну быть в знании доброты материалов — извести, алебастра, песка и других разных композиций, которые в здешнем хладном климате могли терпеть от морозу, снегу и дождя, наипаче во внешнем украшении» (стр. 35). «Всякая известь охранена имеет быть в анбарах каменных или в деревянных… чтоб не подмокла, понеже подмоклая в дело и х крепости неспособна» (стр. 65).

О значении, придававшемся тогда производству извести и других материалов, можно судить по тому, что лица, предназначенные «для надзирання над известными заводами и каменными ломками (и над кирпичными и черепичными заводами)», имели звание «1-го класса архитек-турии адъюнктов» и были в ранге капитанов с годовым окладом «денежного жалованья» в 400 руб. (стр. 24, 26).

Конспект книги «Очерки истории вяжущих веществ» — Значко-Яворский И.Л.

История и эволюция строительных материалов

Современный рынок строительных материалов переполнен массой разнообразных предложений. Только мастера компании «АСК-Строй» способны грамотно употребить широчайший выбор строительных материалов.

Если разобраться, то строительные материалы появились еще задолго до рождения первого человека. Речь идет о таких природных материалах, как песок, древесина, щебень и прочие материалы, которые использовались животными для строительства своих нор и гнезд.

Начало использования человеком природных строительных материалов

Во времена глубокой древности человек стал использовать в своих нуждах те строительные материалы, которые располагались вокруг него. Для строительства своих жилищ первобытные люди использовали:
• песок,
• камни,
• стволы деревьев и их ветви.

С их помощью человек не только обустраивал свое жилище, но и развивал собственную культуру. Красящие минералы стали одними из первых строительных материалов, которые первобытные люди использовали для нанесения на стены своих пещер различных рисунков, изображавших их быт. Когда человеческая культура несколько продвинулась в своем развитии, люди стали использовать в своей жизни более сложные материалы: железо, бронзу, серебро и золото. Благодаря изготовленным из них инструментам люди смогли добывать и обрабатывать более широкий круг строительных материалов, что существенно расширило круг отделочных работ.

Появление новых разновидностей строительных и отделочных материалов

В те давние времена все строительные материалы находились в непосредственной доступности для человека. Их было настолько много, что люди добывали их и разрабатывали из них новые материалы даже без специальных исследований, как это принято в наше время. Тем более население нашей планеты тогда было не столь многочисленным, как сегодня, поэтому хватало всем. На этом этапе человеческого развития люди стали активно использовать:

• мрамор,
• мягкий известняк,
• минералы,
• твердые скальные породы,
• руды (дававшие металлы и сплавы),
• песок,
• природный цемент,
• щебень,
• глину,
• гальку.

На Востоке в это время человечество начинает активно использовать керамику в качестве отделочного материала. Из Египта, городов Тигра и Ефрата и стран Ближнего Востока керамическая плитка вскоре попала в страны Европы. В те времена также стали активно применяться для строительства различные горные породы, кровельное железо, керамическая черепица, древесина, сложные и не очень строительные растворы и т. д.

В наши дни существует огромное количество материалов для строительства и для отделки. Кроме традиционных материалов, сегодня используются самые неожиданные и необычные решения, обладающие высокой эффективностью. От нынешних строителей сегодня требуется умение работать если не с каждым, то хотя бы с большинством из них.

История строительных технологий и отделочных материалов

Строительные материалы Древнего Египта периода Древнего Царства.
В строительном деле наиболее употребительной породой камня, до ХVIII династии, был известняк. С этого времени он уступает свое место песчанику, встречающемуся в постройках уже с Х1 дин. Гранит во все времена употреблялся для перекрытий, а для облицовки, с VI династии, — алебастр.

Строительная техника Греции в доклассический период
Новым сдвигом в строительном деле, определившимся на рубеже VI и V вв., являлся в Афинах переход на широкое использование мрамора. Известняк в храмах стал применяться лищь для возведения фундаментов. В V в. и в общественных сооружениях и в богатых частных афинских зданиях мрамор, сменивший порос (известняк), превратился в основной строительный материал.

Строительная техника Греции в классический и эллинистический периоды
Значительная часть античных городов эллинистического времени перешла уже на шахматную планировку. Шахматность осуществлялась особенно последовательно в тех случаях, когда греки, в качестве завоевателей переднеазиатского Востока, возводили новые города. Шахматная планировка, рационализируя всю систему городского хозяйства, облегчила заботу о чистоте улиц и упорядочила систему водопроводов и канализации. Улицы эллинистических городов, как правило, мостились широкими, плоскими плитами из известняка.

Развитие коринфского ордера
Нам всем хорошо или, во всяком случае, неплохо известны особенности греческой коринфской капители. Ее главный отличительный признак — корзина из двух рядов аканфовых листьев, из которой вырастали волюты и завитки. Однако, греки, придумавшие этот ордер, редко его использовали в чистом виде и предпочитали сочетать в постройках вместе с ионическим. Так, самый ранний образец коринфской капители известен нам в храме Аполлона в Бассах, который был возведен Иктином через несколько лет после Парфенона. Вся целла была украшена колоннами ионического ордера, но в ее глубине выделялась одна опора с коринфской капителью. Скорее всего, это был архаический обломок от предшествующей постройки, который был вмонтирован в новую конструкцию.

Строительная техника Римской империи
Рим, в особенности во времена первых цезарей, развернул мощную строительную деятельность. По сравнению с Грецией, Рим значительно продвинул вперед технику строительного производства. Технологической особенностью каменных сооружений Римской империи являлось широкое применение в кладке связующего вещества — раствора (римский цемент), и искусственного строительного материала (римский бетон). Это позволило значительно обогатить всю систему конструктивных приемов римской архитектуры.

Типы и планы средневековых поселений (деревня, город, замок, монастырь, поместье)
Средневековые города в большинстве случаев возникли в географически удобных местах, используя то гору, господствующую над равниной или долиной, то мыс при слиянии двух рек, то речную извилину, то остров, то защищенную морскую бухту и т. п. Но главным импульсом, который в то же время толкал и на выбор выгодного географического положения, являлось стремление и необходимость создать торгово-промышленные центры, главным образом на торговых путях и на их скрещениях.

Типы и планы средневековых сооружений
Два одинаково живых течения определили средневековые постройки: с одной стороны, это было развитое строительство римлян, с другой — совершенно не развитое, но рано начавшее определяться строительство варваров. В отношении материала для первого характерен камень, для второго — дерево.

Типы и планы базилик
В больших базиликах два или четыре ряда колонн, соединенных архитравами или арками, делили зал на три или пять нефов. В целях освещения средний, более широкий неф был выше боковых: в верхней части его стен имелись окна. Покрытие базилики было деревянное, стропильное, боковые нефы иногда крылись сводами.

Постройки в романском стиле
Благодаря большой нагрузке и распору, прежние колонны римской базилики были в значительной мере заменены столбами, а стены стали особенно мощными — черта, связанная с общим стремлением превращать в укрепление любую постройку. Узкие и редкие окна, проливавшие мало света внутрь, не нарушали цельной массивности стен.

Постройки в готическом стиле
Возрождение классической древности прежде всего сказалось в строительстве, а именно — в искании новых пространственных распланировок, в применении новых принципов конструктивной системы и, наконец, в характере разработки деталей и украшений

Средневековая техника обработки материала и возведения постройки
Каменные сооружения строились при помощи лесов для возведения стен и кружал для возведения арок и сводов. В бедных лесом местностях арки и своды умели класть и без кружал. Леса, укреплявшиеся в самой стене по мере ее возведения, снимались по окончании постройки, но связи, стягивавшие стены под сводами, оставались до того времени, пока не установится равновесие, а то и навсегда.