О вкладе Византии в технологию строительных растворов пишет в своей диссертации А. Липатов [i] . Он сообщает, что со временем в Византии росла толщина растворных швов в кирпичных строениях – от 10-15 к 60-70 и даже 120-150 мм, что связано с введением в раствор кирпичной или керамической крошки (цемянки), кирпичного боя, дробленого щебня и гальки, причем керамическая крошка с успехом заменяет недоступный поццолан. В результате реакции гашеной извести с керамикой получалось нечто вроде армированного бетона.
Да и сами кирпичи в такой кладке играют, фактически, роль арматуры. Византийский кирпич отличается по своему виду — это тонкая, около 5 см, широкая пластина — плинфа. Таким образом, раствор составлял основной массив стены, в котором плинфы задавали структуру. Кладка с широкими розовыми полосами раствора и слоями кирпича (иногда — рядами камня) получила название византийской .
Липатов пишет: «… как показывает изучение византийских построек, в том числе и Св. Софии Константинопольской, в кладке стен и арочных конструкций зданий используются необычно толстые растворные швы (сопоставимые с толщиной кирпича и превосходящие ее). В этом случае раствор является главной составляющей массива кладки, в которой кирпичи играют роль элементов армирования.
➤ Что добавляют в цементный раствор ➤ Советы Профессионалов ➤ Проверенно временем и делом
В рамках современной терминологии раствор может быть классифицирован как цемент, благодаря значительному размеру кирпичного наполнителя [Livingston 1993: 859-860; Livingston, Stutzman, Mark, Erdik 1992: 731-732]. Важнейшим достижением византийцев также следует считать использование технологии «горячей» извести, позволяющей использовать в качестве наполнителя глину, термически активизируемую при совместном гашении извести и наполнителя.
Прочность раствора, изготовленного по такой технологии признана высокой. Такая технология квазицемента получает широкое развитие в Византийской империи [MacDonald 1992:12-13]. Полученные данные позволяют нам сделать основной акцент в изучении строительного производства Византии на строительных растворах и поставить их во главу угла нашего исследования: византийские постройки со средневизантийского времени и особенно поздневизантийский период демонстрируют качества, присущие бетонным монолитным конструкциям. Византийские растворы, созданные на основе извести и кирпичного наполнителя различного размера, безусловно, не являются полными аналогами современных бетонов, однако могут рассматриваться как квазибетон в византийской архитектуре».
Византия передала свое мастерство принявшим православие соседям: Сербии, Болгарии, Румынии.
Русь после принятия христианства получила возможность причаститься не только к вере, но и к целому ряду инноваций Византии. Так, строительство Десятинной церкви в Киеве проходило с участием византийских мастеров, что доказывают не только приемы кладки, применение характерного плоского кирпича — плинф, характер интерьера, но и использование толстых швов и даже технологии горячего раствора, что можно выявить на археологических останках церкви.
Противоморозные добавки в раствор — особенности использования. Как зимой строить кирпичный дом?
Цемянковые растворы (растворы на основе керамической крошки или специально обожженной глины) перенимаются в других местах, хотя, возможно, поначалу работали византийские мастера (рис 8, 9). Но происходят и изменения в составе растворов. К примеру в Новгороде в церкви Благовещения на Городище (1108) в известковый раствор добавляется бой плинфы и специально обожженная глина, в Николо-Дворищенском соборе (1113), Рождественском соборе Антониева монастыря (1116), Георгиевском соборе (1119) Юрьева монастыря — только бой плинфы и мелко истолченный известняк, в двух последних памятниках применялся ожелезненный известняк [ii] . Авторы этой работы о растворе трех новгородских памятников конца 12 века также пишут, что после возобновления строительства в Новгороде в конце 60-х годов XII века, в новгородских строительных растворах наблюдаются изменения, заключающиеся во введении в строительный раствор в качестве наполнителя глины наряду с боем плинфы и известняком. Глинистые растворы извести, что характерно, способны схватываться, как и так негашеная известь, приготовленная из серых известняков с примесями глины. А. Липатов пишет: « Не вполне понятно, каким образом
строители подошли к использованию данного типа раствора: путем наблюдений,
усовершенствования технологии или позаимствовали его у византийских
строителей. Но нет сомнений в том, что известково-цемяночно-карбонатный тип
растворов преобладает в строительстве второй половины XI – XII вв. на территории
древнерусского государства » .
В общем-то, до открытия цемента оставалась пара шагов: если иметь печи, дающие более высокие температуры, то можно было б дойти и до открытия цемента, который получается, как говорилось выше, совместным обжигом известняка и глины при 1450 о С. Но такая высокотемпературная печь сама была технической проблемой, когда она появилась, то стало возможным делать сталь, и фарфор.
Рис. 8. К ладк а Спасского собора в Чернигове , XI век. Хорошо видно, как мало тут плинфы и как много раствора. Слабый раствор за прошедшее тысячелетие разрушился бы. Этот и множество других любопытных образцов кладки древнего Спасского собора можно посмотреть здесь
Рис. 9. Комбинированная кладка Церкви Благовещения Пресвятой Богородицы, Витебск, XI или XII вв, фото Виктора Атапина.
Упомянутое исключение по своим строительным растворам составляют памятники Галицкого, Смоленского и Владимирского княжеств. Например, в Успенском соборе Владимира, построенном в середине 12 века по повелению князя Андрея Боголюбского, было отмечено применение гипсового раствора. Предполагается, что собор строили западные мастера, об этом писал Татищев [iii] : «По снисканию бо его (Андрея Боголю бского) даде ему Бог мастеров для строения оного из умных земель»; «по оставшему во Владимире строению, а паче по вратам градским, видно, что Архитект достаточный был. Мастеры же присланы были от Императора Фридерика Перваго, с которым Андрей в дружбе был как ниже явится» 4 . С.В. Заграевский [iv] пишет, однако, что работа мастеров не касалась самого строительства: « Однако необходимо заметить, что известный стереотип, связанный с приходом к Андрею «мастеров из всех земель», относится только к работам по украшению Успенского собора: «Того же лета создана бысть церква святая Богородица в Володимири благоверным и боголюбным князем Андреем, и украси ю дивно многоразличными иконами, и драгим каменьем бе з -щисла и сосуды церковными и верх ея позлати по вере же его, и по тщанию его к святеи Богородице, приведе ему Бог из всех земель все мастеры и украси ю паче инех церквии» .
В этом случае применение гипсового раствора было, вероятно, не связано с мастерами, но с распространением конкурентной технологии.
Средневековая Западная Европа.
В Западной Европе прежние секреты растворов, а тем более «протобетона» были утрачены. Вместо двух активных компонент – гашеной извести и силиката-порошка (поццолана) стали использовать композиции с гашеной известью и речным песком. Хотя песок тоже содержит окись кремния, но в заметно менее активной форме.
Потому у такого раствора нет так называемых гидравлических свойств, то есть способности быстро схватываться с поглощением воды. Как строители огромных кафедралов справлялись с проблемой прочности? Стены строили медленно, давая построенному участку постоять, иногда и несколько лет [v] , с арок и мостов долго не снимали раму-опалубку.
За это время песок частично реагировал с гашеной известью, но преимущественно происходила обратная реакция – из гашеной извести и углекислого газа из воздуха образовывался карбонат, кристаллы которого хорошо видны на многих микрофотографиях срезов. Когда швы после этого затвердевали, можно было продолжать строительство. Конечно, всех проблем это не решало.
Для укрепления стен использовали различные опоры (рис. 10), ставшие архитектурными украшениями соборов. Ради большей прочности в некоторых местах кладки ставили железные скобы, укрепленные заливкой из мягкого свинца.
В некоторых случаях, например в кафедралах 13 века в Шартре, Суассоне, Бурже, Париже, Лаоне и более раннем кафедрале в Клуни использовались гипсовые растворы [vi] . Гипс, как известно, обладает гидравлическими свойствами, хотя и не очень прочен.
Рис. 10. Собор Нотр Дам де Пари, «летящие» опоры.
Рис. 11. Пизанская башня несет в себе строительную тайну. Она не только падает, но не упадет, но еще и сложена на основе очень неплохого строительного раствора. Он вернулся будто из античности.
И несколько слов о применениях органических добавок, вроде яичного белка, молока и прочего. Легенд об этом много. Китайцы в самом деле добавляли в растворы отвар риса: «Аналитические исследования показывают, что раствор, использованный в древних каменных кладках, представляет собой специфический органо-неорганический композиционный материал … Амилопектин в строительном растворе выступает также в качестве ингибитора роста кристаллов карбоната кальция, в результате чего формируется компактная микроструктура затвердевшего раствора, что является причиной его хорошей работы в составе каменной кладки » [viii] . Как мы видим, опять же речь идет о бедном строительном растворе и методе карбонизации извести.
Наоборот, опровергнут миф, что при строительстве Карлова моста в Праге использовались яйца, как добавки в раствор [ix] , это показал химический анализ.
Да и на Руси добавки такого рода относились к штукатурке для росписи, которая с такими добавками становится прочней и устойчивей к осыпанию.
Кратко суммируя, после удивительного рывка, который был достигнут древнегреческим изобретением «протоцемента» в 7 в. до нэ, его широкую адаптацию провели древние римляне, пришедшими к применению бетона даже в строительных работах на море. Традиция прочных растворов отчасти сохранялась в Византии, строители которой модифицировали строительные растворы с целью заменить важный активный компонент, и применяли технологию, которая позволяла получать прочную кладку. Этот метод был перенят на Руси, хотя меньшее применение каменного и кирпичного строительства, наступившее после татаро-монгольского завоевания, сужало, вероятно, базу для развития технологии. Наоборот, в Западной Европе, утратившей секреты прочных строительных растворов, использовали менее прочные растворы, но компенсировали это более изощренной архитектурой, и в некоторых случаях переоткрыли старые рецепты, как это видно на примере Пизанской башни.
[i] Липатов Алексей Анатольевич. Византийские традиции в строительном производстве Древней Руси: строительные растворы, стены, фундаменты : строительные растворы, стены, фундаменты : Дис. . канд. ист. наук : 07.00.06 СПб., 2006 304 с. РГБ ОД, 61:06-7/542
[ii] Медникова Е.Ю., Липатов А.А., Куликов В.Е. О строительных растворах трех новгородских памятников конца XII века: Новые методы и результаты «РЕЛИКВИЯ» №2/06/04
[iii] В.Н.Татищев. История Российская. М., 2005. Т. 2, с. 687.
[iv] Заграевский С.В. Успенский собор во Владимире: некоторые вопросы архитектурной истории. В кн.: Памяти Андрея Боголюбского. Сб. статей. Москва – Владимир, 2009.
С. 95–114.
[v] R obert A. Scott. The Gothic Enterprise: A Guide to Understanding the Medieval Cathedral University of California Press 2003
[vi] Adams J., W. Kneller and D. Dollimore Thermal analysis (TA) of lime- and gypsum-based medieval mortars Thermochimica Acta , V . 211, 1992, P . 93-106
[vii] FRANZINI M . , LEONI L . , LEZZERINI М . and SARTORI F. The mortar of the «Leaning Tower» of Pisa European Journal of Mineralogy ; November, December 2000; v. 12; no. 6; p. 1151-1163;
[viii] Fuwei Yang, Bingjian Zhang, Qinglin Ma. Study of Sticky Rice-Lime Mortar Technology for the Restoration of Historical Masonry Construction . Accounts of Chemical Research , 2010
Источник: govorilkin.livejournal.com
Зачем в старину клали яйца в раствор при строительстве домов?
Широко известен тот факт, что при строительстве домов раньше в раствор добавляли яйца (желтки яиц). Зачем это делали? Неужели яйца могли как-то усилить прочность раствора и строения?
Да, цемента не было, искали любой скрепляющий элемент. Сырые яйца этому делу способствовали. Есть одна байка: когда строили в Праге большой мост через Влтаву, всем окрестным крестьянам в порядке повинности приказали привезти яйца. Один крестьянин привез вареные яйца и все над ним сильно смеялись.
Чем вообще скрепляли кладку до цемента? Известь, глина (с добавлением органики), даже навоз, и песок. Не везде местный ил обладал скрепляющими свойствами, вот яйца и укрепляли это дело.
Читал про это. Оказывается все вещества, имеющие белок, очень сильно укрепляют строительный раствор. Яйца не исключение (почему вы пишите только про желтки, не понимаю. Белки здесь, по-моему, главное).
В старину была такая технология, когда перед строительством предварительно замачивали убитых или умерших животных (коров, быков, лошадей). То, что от них получалось в период разложения, было очень богатым на белок. Эту массу добавляли в строительный раствор, и стены получались очень крепкими. Эта технология использовалась чуть ли не до середины 19 века. Сегодняшние здания, сделанные по такому способу, невозможно разбить ничем, только взорвать.
Еще существует легенда, по которой во время постройки крепостей в раствор добавлялись тела убитых детей. Поэтому главное центральное здание крепости носит название «детинец». Его невозможно было разрушить никакими таранами.
до появления цемента употребляли глиняный и известковые растворы, а также их смеси. В южных странах иногда использовали остатки вулканического пепла.
Но я читал, что и цементный раствор можно укреплять белком, хотя сам не пробовал этого делать. Очень большая канитель, а использование большого количества яиц — дорогое удовольствие. Достаточно цемента М:500. — 10 лет назад
Издревле известно, что в строительный раствор, который использовали при строительстве зданий, мостов, стен и прочих каменных сооружений добавляли яйца для получения в последствии более крепкого строения. Но вот откуда взялся этот рецепт, да и сам рецепт сейчас никто не знает.
Учёные, которые проводили некоторые исследования полагают, что яйца служили связующим звеном в растворе между другими материалами и именно от яиц зависела крепкость и долговечность конструкций. Кроме яиц добавляли в раствор и другие продукты питания, такие как молоко… Самую большую известность получил Карлов мост, что в Праге. Есть легенда, что во время его строительства со всей Чехии в Прагу везли яйца и молоко, а те крестьяне, что не совсем поняли для чего нужно яйцо и молоко – везли яйца сваренные вкрутую и творог с сыром, чтобы дескать яйца не разбились, а молоко не прокисло. Кстати в раствор ещё и вино добавляли.
Источник: www.bolshoyvopros.ru
Древнерусский раствор оказался лучше современного цемента
Древнерусский строительный раствор оказался по нескольким параметрам лучше, чем современный цемент. Подробностями строительства крепостей на Руси в XVI-XVII веках руководитель исследования поделился с корреспондентом Infox.ru.
Российские историки уже давно занимаются изучением истории и техники древнерусского строительства. Как пояснил корреспонденту Infox.ru кандидат исторических наук Константин Носов из Российской академии государственной службы при президенте РФ в Москве, «все каменные или кирпичные сооружения на Руси строились с использованием специального строительного раствора». Изучение состава этого раствора помогает ученым не только понять методику строительства, но и точнее датировать архитектурный памятник, создать похожий раствор для проведения реставрационных работ, определить, где именно добывались составляющие раствора, и отнести архитектурный памятник к определенной строительной школе.
Впервые этим вопросом историки занялись еще в 1930 году, однако до сих пор про растворы известно немного. По словам Носова, дело в том, что до настоящего времени ученые использовали каждый свой метод анализа, да и обработали небольшое количество образцов. В основном исследователей интересовали домонгольские сооружения: ученые исследовали около 90 древнерусских памятников, из которых 70 датируются XI-XIII веками.
13 образцов на анализ
Команда российских ученых под руководством Носова решила провести комплексный анализ образцов раствора более позднего периода. Ученый лично взял 13 образцов строительных растворов русских крепостей XVI-XVII веков в Нижнем Новгороде, Коломне, Зарайске, Серпухове, Борисовом городке, Смоленске и Вязьме. Для сравнения он также изучил образцы современного раствора в Смоленске и средневековых укреплений в Англии и в Уэльсе (замок в Чепстоу, городские стены в Конуи и в Кембере). Сложность работы заключалась в том, чтобы найти тот участок крепости, где не проводились реставрации и не применялись более поздние растворы (например, в случае с Московским Кремлем найти кладку конца XV века практически невозможно, так как крепость слишком часто ремонтировалась).
Рентгенофлуоресцентный анализМетод спектроскопического исследования вещества с помощью рентгеновского излучения для определения содержания элементов и элементарного состава образца вещества. Петрографический анализ — метод исследования вещества с помощью микроскопа для определения фазового состава, структуры и текстуры горной породы или технического камня.
Химический анализ рентгенофлуоресцентным методом провела Ирма Рощина из Института геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского РАН. Петрографический анализ сделала сотрудник Государственного научно-исследовательского института реставрации Раиса Лобзова.
Что такое строительный раствор?
Строительный раствор состоит из двух компонентов: вяжущего вещества и заполнителя. Иногда к ним подмешивают и специальные добавки. На Руси в качестве вяжущего элемента использовалась известь: известняк, мел и другие карбонатные породы обжигались в специальных печах.
К полученной смеси добавляли воду, в результате чего образовывалась гашеная известь, получалось этакое строительное «тесто». Однако такой материал быстро трескался. Поэтому к извести добавляли заполнитель, например песок, значительно улучшавший качество строительного раствора.
Ученые определили прочность разных строительных растворов, процентное соотношение вяжущего элемента и заполнителя, их состав и дополнительные примеси (например обломки кирпича или кирпичная мука, шлак, раковины и т. д.).
Как и из чего строили в XVI веке?
ЦемянкаЗаполнитель для строительного раствора из керамической или кирпичной крошки. Использовался, например, при строительстве архитектурных памятников Киева, Чернигова, Переяславля.
В итоге ученые выяснили, что строительные смеси, связывающие камни крепостей XVI-XVII веков, значительно отличаются от более ранних образцов. В XI-XIII веках в основном использовали известково-цемяночные, а в XVI-XVII — известково-песчаные смеси. В некоторых образцах присутствует недожженная известь, которая повышает прочность раствора.
Возможно, древние строители специально не очищали известь, выяснив экспериментальным путем, что так качество раствора только повышается. Исследователи также нашли следы повторного использования старой извести, которую смешивали с новой. Более того, они обнаружили, что некоторые качества древней извести (долговечность, воздухоустойчивость) превышают качества современных цементов.
В Смоленске Носов брал четыре образца раствора из разных мест. Оказалось, что их составы довольно сильно отличаются между собой. Как пояснил ученый корреспонденту Infox.ru, видимо, у древних мастеров не было устоявшейся рецептуры приготовления этого вещества, и каждый раз получалось по-разному.
Образец современного раствора, использованный реставраторами, оказался весьма похож на древнерусский, однако оказался плохо перемешан. Зато средневековые образцы из Уэльса и Англии очень похожи на русские растворы XVI-XVII веков.
Несмотря на все полученные данные, ученым еще предстоит выполнить большую работу, чтобы сделать выводы об общей эволюции строительных растворов на Руси и их использовании в культовых, военных и гражданских сооружениях. По словам Носова, также интересно было бы сравнить древнерусские растворы с итальянскими, так как в Россию приезжали и иностранные мастера, например Аристотель Фиораванти (примерно 1415—1486), который построил Успенский собор в Москве.
Статья об исследовании строительных растворов русских крепостей XVI-XVII веков опубликована в журнале «Российская археология» (№ 1, 2009).
Добавьте ленту «INFOX.ru» в свою личную и получайте актуальные новости ежедневно
Источник: www.infox.ru
Рецепты древних цементов из старых книг
Краткая информация что такое портландцемент
Такой вопрос: а как строили раньше? Неужели все древние кирпичные и каменные кладки в Европе замешивали на гипсе? Ведь гипсовый раствор и бетонный – имеют разную прочность и долговечность. Но европейские замки, крепости и дворцы стоят столетиями до сих пор. Неужели римский бетон никто не использовал в Европе?
Должна же была эта технология остаться потомкам.
Помню со школы, что на уроке истории нам рассказывали: древние строители не знали цемента и в качестве связующего добавляли куриные яйца. Точного ответа зачем – нет. Есть только предположения, что известковый раствор при этом получался прочнее.
Оказывается, масса рецептов различных цементов была известна и без яиц в составе и до патента на портландцемент. Вот список некоторых рецептов из книги 1931г. Бродерсена Г.Г. «Справочник кустаря»:
Книга пережила несколько изданий. В 1931г. – это ее далеко не первое и не второе издание. Но это все дорогие и зачастую сложные рецепты для имитации каменных пород. Были и другие, простые и кустарные способы получить надежное связующее для каких-то изделий, в частности для раствора, на котором держится кладка строений.
У одного своего знакомого на его канале в Яндекс.Дзен (Записки Старого Строителя) нашел выдержки из другой книги: О. Мильчевского “Технолог-Практик”. Книга 1868г., 933 стр. — сборник различных старинных технологий. И в том числе – получение связующих. Смотрим, читаем:
Как узнали выше, портландцемент – это по сути и есть обожженная и измельченная глина и известь. Здесь – тоже самое. Только еще добавили шлак, золу, продукт от сжигания каменного или бурого угля. Но почему-то этот вид бетона набирает прочность 5-6 дней, а не как на основе портландцемента (60-80% прочности за 3 дня). Эту золу, кстати, добавляют и в современный портландцемент.
Знакомая упаковка. Каждый строительный сезон опустошаю десятки таких мешков.
Может быть, поэтому был такой высокий спрос на поташ (древесную золу)? Не порох из золы делали, а цемент. Нужна была зола именно в строительстве. К древесной золе мы еще вернемся чуть ниже…
Про портландцемент тоже есть выдержка в этой книге. Кстати, он мог завоевать свои позиции и иметь такое распространение именно по причине скорости схватывания. Как известно, он твердеет уже через час с небольшим. В жару – еще быстрее (а в автоклаве с большим давлением и температурой – еще быстрее и набирает большую прочность).
Ссылка на книгу
И здесь используется зола.
Попалось видео, где деревенский умелец тоже делает штукатурный раствор из древесной золы. Вот его практический способ:
Состав: Зола – гашеная известь – поваренная соль в пропорции (6-3-1). Результат на видео. Возможно, прочность не как у современных штукатурных составов на основе портландцемента или как у бетона. Но для деревенских задач смесь подходит. Возможно, эту штукатурку нужно в течении нескольких дней поливать водой для завершения процесса гидратации цемента.
Тогда прочность будет еще выше.
Кладка Колизея на римском бетоне
В дополнении к этой теме можно вспомнить римский бетон, в состав которого добавляли вулканический пепел. Это, по сути, тот же шлак или зола из рецептов выше. Т.е. измельченная и обожженная порода (в составе глины и известняки) вулканом.
Несколько лет назад я пробовал оценить на прочность раствор, на котором сложена кладка водопропусков в насыпях старого Транссиба:
Прочность раствора в швах поразительная. Раствор практически не царапался и не оставлял меловых следов на пальцах.
Исходя из этой информации, вспомнил про старые фотографии строительства этих водопропусков Танссиба. В глухой тайге мастеровые как-то умели делать связующее (цемент), который и сейчас не потерял прочность.
Технологи говорят, что марочные бетоны с годами только набирают прочность (если не разрушаются морозными циклами).
Вероятно старые мастера получали древесную золу, смешивали ее с известью и получали раствор для кладки. На то время: конец 19 в, начала 20 в., в России существовал один завод по производству портландцемента. И весь цемент получали кустарным способом по старинным технологиям. Часть из которых я привел выше.
***
Можете поддержать автора, пройдя по ссылке: дубликат статьи — там тоже есть комментарии.
Группы в соцсетях и другие площадки, где выкладываются ссылки на материалы журнала:
ВК-sibved
ФБ-sibved
Яндекс.Дзен
Плей-лист с озвученными статьями в youtube
Источник: sibved.livejournal.com