Связующие растворы древности

От времени и места начала применения известковых растворов точных сведений не имеется. Применение вяжущих веществ для связывания кирпичей, небольших камней или других материалов для возведения стен, а затем и для придания им гладкой поверхности, необходимой для окраски или другой отделки, практиковалось уже в очень глубокой древности.

В первые века I тысячелетия до н. э. основным строительным материалом гомеровской Греции было дерево. Истребление лесов привело к замене с конца VII в. до н. э. архаической Греции леса сырцовым кирпичом и камнем, в меньшей степени применявшимися и прежде. Жилые, часто двухэтажные дома, а первоначально и храмы, например, Аполлона в Фермосе, Геры в Олимпии и Панапеи в Фокиде, строились с сырцовыми (иногда глинобитными) стенами и деревянным каркасом на каменном фундаменте. Храмы и монументальные общественные здания возводились из камня, обычно известняка, туфа, ракушечника. Сырец и камень использовались и в крепостных стенах и сооружениях.

Только в римский период (31 г. до н. э.-476 г. н. э.) широкое распространение, особенно в строительстве многоэтажных зданий, получил обожженный кирпич. Упоминание писателем-историком Павсанием (II в. н. э.) о сооружении в IV в. до н. э. мемориального здания Филиппейона в Олимпии из обожженного кирпича оказалось неправильным. Как показали раскопки, это круглое с колоннадой здание диаметром 14 м было сложено из известняка и снаружи расписано под кладку из красных кирпичей с белыми швами.

Вяжущие для кладочных растворов изменялись в связи с изменением стеновых материалов. Сырцовую и бутовую кладку вели на растворе из глины, отощенной песком. Квадровую кладку из тесаных камней выполняли насухо, иногда заполняя швы тонким незаметным снаружи, выравнивающим слоем глиняного раствора. Для соединения квадров кладки и барабанов колонн применяли металлические, иногда заливавшиеся свинцом, и деревянные просмоленные скрепы. Субструкции, каменные фундаменты и укладывающиеся по ним элементы оснований храмов и колоннад (стереобат, крепида, стилобат) обычно возводились без связей и раствора.

Известь, знакомая грекам с микенского периода как вяжущее для штукатурных, облицовочных, а позднее и гидротехнических работ, сохраняла преимущественно это специальное значение вплоть до римского периода, когда она получила массовое применение в растворах для связывания между собой обожженных кирпичей или камней.

Известь была применена при кладке фундаментов крепостных Длинных стен, сооруженных в середине V в. до н. э. в Афинах, главном городе Аттики (восточная область Средней Греции).

Позднее, около 250 г. до н. э., механик Филон Византийский в книге о крепостных сооружениях рекомендовал известь для кладки фундаментов и участков оборонительных стен из бута, которые могут подвергаться сильным ударам врага.

Превосходное качество греческих растворов, особенно в гидротехнических сооружениях на островах Эгейского моря, достигалось и в Афинском государстве; раствор часто не уступал по прочности связывавшемуся им известняку. Сохранившиеся у Пирея остатки фундаментов античных верфей в небольших военных гаванях времен полководца и общественного деятеля Фемистокла (ок. 525-ок. 460 гг. до н. э.) состоят из мощных плит пирейского известняка, связанных между собой и со стенами толстыми слоями литого раствора. В результате многовековой службы, отчасти в зоне переменного уровня морской воды, плиты местами сильно корродированны, а частично и растворились. Раствор между ними остался нетронутым и подобно сотам в улье окружает места, прежде занимавшиеся плитами.

В дорическом храме Посейдона, выстроенном в 460 г. до н. э. в Посейдонии (италийская колония, современный Пестум на юго-западном берегу Италии), между барабанами (элементами) малых (верхних) колонн интерьера обнаружены гнезда. Через проходивший вдоль оси барабана канал в них заливался известковый раствор для закрепления металлических штырей.

Уоллес исследовал два раствора классического периода из окрестностей Афин. Один из растворов отобран из остатков трибуны на пригородном холме Пникс, с которой на народных собраниях еще вV–IV вв. до н. э. выступали Перикл, Демосфен и другие ораторы. Второй раствор - внутренняя штукатурка древнего храма у горы Пентелик (ныне Ментели, 1109 м), издавна служившей местом разработки золотисто- белого мрамора. Раствор трибуны подвергался очень длительному воздействию атмосферы, он серовато- белого цвета, очень твердый. Штукатурный раствор храма, находившегося в пещере, не подвергался атмосферному влиянию, он имеет палево-кремовый цвет и умеренную твердость.

Оба раствора известковые; первый содержит 83,7% карбоната кальция (и магния), 3,56% полуторных окислов и гигроскопической воды, 12,06% песка и растворимой кремнекислоты. Во втором содержание их соответственно составляет 89,07%, 4,87%, 3,90% и дополнено 1,04% серного ангидрида (добавление небольшого количества гипса). Известь и магнезия первого раствора полностью карбонизированы, второго - на 96%, т. е. близки к этому.

По химическому составу раствора и штукатурки можно приблизительно (вследствие отсутствия данных о содержании растворимой кремнекислоты) охарактеризовать исходные их вяжущие как маломагнезиальные, тощую (раствор) и жирную (штукатурка) воздушные извести. Раствор трибуны содержит немного песка. Исходный состав этого, очень жирного раствора порядка 1:0,1. Штукатурка храма отличается ничтожным количеством песка и практически является отвердевшим тестом.

У древних греков известь называлась также χάλιξ (халикс). От этого слова происходят латинское calxримлян, позднее немецкое Каlk, французское chaux (известь), английское chalk (мел). От более позднего греческого термина άσβεστοζ происходит русское - известь. Словами τίτανοζ и γύψοζ греки, как указывалось, обозначали гашенную известь и гипс, по-видимому, путая оба материала или считая их тесно связанными. Иногда известь обозначали словом xονία. Первоначально его применяли ко всякому пылевидному веществу, а впоследствии в переносном смысле и к продукту смешения его с жидкостью. Этим же словом, не имея соответствующих специальных терминов, греки обозначали известковый раствор, штукатурку, штук. Иногда для этого они употребляли также слова άµµοxονία,xονίαµα. Позднее греки стали обозначать раствор словом τελµα, которое первоначально обозначало шлам.

Витрувий описал греческие способы применения известковых растворов в прочных и долговечных бутовых кладках, необычайно прочных (за счет тщательного перебивания известково-песчаной смеси) штукатурках и грунтах стенной росписи, а также в специальных теплых и влагопоглощающих полах. Такой пол состоял из бетонной или известково-черепичной подготовки, промежуточного слоя измельченного угля с известью и верхнего слоя из песка, извести и золы толщиной в полфута (15 см). Описание такого греческого пола имеется и у Плиния.

Описанные Витрувием грунты состояли из последовательно наносившихся путем предварительной промазки (подготовки стены), трех слоев известково-песчаного раствора и трех слоев известково-мраморного раствора с постепенно уменьшающейся величиной зерен мраморного заполнителя. Чрезвычайно тщательно изготовлявшиеся грунты толщиной 40–50, чаще 70–80 мм (теперь их делают толщиной ок. 30 мм) были долговечны и не растрескивались. После полировки или нанесения красок они обеспечивали блестящую, зеркальную поверхность стен. Выпиленные из старых стен куски их могли служить как прочные облицовочные плиты.

Плиний упоминает, что в Элиде (область в южной Греции, или Пелопоннесе) брат Фидия - скульптор и ближний советник Перикла (500–431) Панен применил при строительстве храма Минервы штукатурку из извести, разведенной на молоке и шафране.

Начиная с микенского периода, воздушная известь применялась в Греции преимущественно в качестве вяжущего для штукатурок, грунтов стенной росписи, крепления облицовочных плит, а позднее и для растворов гидротехнических сооружений. Известково-песчаные (преимущественно очень жирные) растворы, штукатурки и грунты (частично с карбонатными заполнителями) отличались высоким качеством. В римский период известь получила в Греции массовое применение в растворах прочных и долговечных стенных кладок из бута и обожженного кирпича. При изготовлении теплых и влагопоглощающих трехслойных полов греки применяли известь, песок, золу, измельченный уголь и битую черепицу.

В Древней Греции гипс ( γύψος, гюпcоc; также τίτανος, gypsum) употреблялся при штукатурных, лепных и отделочных работах для стен и колонн зданий, а также в скульптуре. По-видимому, в результате путаницы у древних греков между понятиями гипса и извести или рассмотрения их как тесно связанных между собой веществ в греческом языке терминами γύψος и τίτανος иногда обозначали гашеную известь. Кроме того, оба материала имели и другие отдельные названия, например, гипс – σxιρράς, σxîρος, λατύπη. Это затрудняет исследование вопроса только по письменным источникам. К тому же, как показывает Леонардо Ольшки, знаток истории научной литературы на новых языках, переводы даже с латинского языка Витрувия, Плиния и других античных авторов исключительно трудны.

Еще в Греции для отделки каменных стен храмов применяли мраморный стук (стукко, штук, итал.), имитирующий мраморную поверхность стены. Эта высококачественная облицовочная штукатурка состоит из извести, гипса или измельченного в пыль мрамора, очень прочна и после полировки имеет вид мрамора.

Значительное внимание уделил гипсу греческий ученый, ученик Аристотеля, Теофраст (371–286 гг. до н. э.) в сочинении «О камнях». Гипсу по сведениям Теофраста и Плиния свойственны исключительная связывающая сила и теплота при смачивании. В строительстве он использовался для заливки камня или для прочного соединения материалов. Хотя Теофраст четко отличал гипс от извести, которую обозначал как χονία, и в приведенных выдержках имел в виду подлинный гипс, тем не менее его утверждения о тепловыделении при увлажнении и затворении вяжущего явно относятся к извести. Гипс при этом тепла не выделяет и может перемешиваться с водой руками. Известь находила применение в растворах ответственных конструктивных элементов зданий из камня и обожженного кирпича в Иране, в растворах различных сооружений в Китае. Она рационально и разнообразно использовалась в растворах, штукатурках при строительстве зданий, сооружений и дорог народами Древней Америки. Высоким уровнем отличалась с древнейших времен техника применения воздушной и гидравлической известей, иногда с гипсом, гидравлическими и активизирующими добавками, в Индии. Штукатурки и растворы изготовлялись здесь очень тщательно, с учетом специфических свойств исходных материалов и условий сооружений.

http://cs-alternativa.ru/text/1617/3