Читаем Кирпичики полностью

Однако англичане опередили французских исследователей. Каменщик Аспдин в Лидсе сумел получить смесь из шоссейной пыли (углекислая известь) с 25 % глины, прокалил ее при 1500–1700 °C и назвал эту смесь портландцементом. Патент был получен в 1824 году. Независимо от Аспдина в России Е. Г. Челиев опытным путем получил портландцемент в 1825 году.

В 1851 году на Всемирной выставке в Лондоне английские портландцементы завоевали признание, и на европейском рынке стали преобладать их марки. К 1880 году производство портландцементов стало быстро расширяться в Германии и в России. К 1900 году Россия была третьей страной в Европе, производившей 40 млн пудов портландцемента. На VII съезде российских промышленников и инженеров обсуждались планы по выработке 70 млн. пудов портландцементов и 10 млн. пудов роман-цементов. В производстве отечественного цемента ведущая роль определялась работами российских ученых А. Р. Шуляченко, Н. А. Белелюбского, Н. Г. Малюги, Н. Н. Лямина и др.

Таким образом, цементные растворы для кладки кирпичных строений стали широко применяться во всем цивилизованном мире лишь с начала-середины XIX века.

А что же применяли в качестве исходного сырья для приготовления строительного раствора наши предки, когда еще не было промышленного производства цемента? Известь! И никто не претендовал на изобретение и получение патентов. Известь (техническая) вырабатывалась посредством обжига природных известняков, добываемых в приломах (каменоломнях). На протяжении тысячелетий она являлась для строителей одним из важнейших служебных материалов при строительстве кирпично-каменных сооружений. Опыт приготовления извести и подготовка (технология) строительных растворов передавался из поколения в поколение. В природе известь встречается главным образом в двух видах: углекислая и сернокислая. Углекислая известь — это мел, исландский шпат, мрамор, арагонит, доломит и другие известняковые породы минералов неорганического происхождения. Сернокислая — это гипс. Однако углекислая известь встречается и в органическом мире — это раковины моллюсков, кораллы, скорлупа яиц. Кости и чешуя рыб — это фосфорнокислая известь, часто применяемая как удобрение в сельском хозяйстве. В строительном деле применяется известь углекислая.

При обжиге в печах или в кучах углекислая известь СаСОз разлагается на углекислоту СО, и известь СаО. Распадению углекислой извести при высокой температуре способствует водяной пар, образующийся при разложении химически связанной воды. Идеально чистую известь можно получить только в лабораторных условиях из мрамора, но это слишком дорогое удовольствие.

На практике же использовались известняки, содержащие сопутствующие природные примеси. Поэтому первые же затруднения с получением качественной извести в процессе обжига возникали из-за наличия этих примесей: кремнезема SiO₂ и глинозема Аl₂О₃. Допустимой величиной примесей принято считать 10 %. Если же примесей более 10 %, то такая известь при обжиге давала гидравлический цемент, который был малопригоден для строительства подземных сооружений. Встречались и другие трудности. Из всей массы известняка, подвергавмого обжигу, часть получалась недожженной, часть пережженной, которая тоже была мало пригодна в строительном деле. И только опыт подсказывал, что температура обжига должна обеспечивать видимое невооруженным глазом легкое спекание по поверхности обжигаемых кусков известняка. Обожженную, годную к дальнейшему применению известь, хранили в ящиках или мешках в виде порошка. А если требовалось сразу же приготовить раствор для кладки, то обожженную известь подвергали гашению. Что производится и в сегодняшнее время при реставрационных работах по восстановлению храмов и других сооружений, представляющих историческую и культурную ценность.

Гашение производится при соединении извести с водой. В результате получается гидрат извести Са(ОН)₂. При этом известью впитывается различное количество воды в зависимости от состава исходного сырья (10–35 частей извести на 100 частей воды). Наиболее высококачественная гашеная известь получается при соотношении 18:100. Такие сорта называются жирными кипелками (белыми). При других соотношениях компонентов можно получать тощие или полужирные извести.