Исследования Иоганна Непомука Фукса
6 Июнь 2009
В 1818 г. доктор медицины, профессор химии и минералогии Университета в Ландсхуте (близ Мюнхена) И. Н. Фукс открыл способ производства растворимого стекла, который он уточнил в 1820 г., а в 1825 г. •опубликовал статью, явившуюся основанием для широкого массового производства этого цепного продукта.57 Углубленные исследования природы и свойств кремнекислоты и растворимого стекла, проходившие красной питью через всю научную деятельность Фукса, привели его и другой проблеме, тесно связанной с кремнеземом и кремнекислыми соединениями. Тогда же, в 1818 г. он начал заниматься проблемой строительных растворов, включая сюда процессы твердения гидравлических известей под водой. В 1829 г. он — профессор минералогии и академик в Мюнхене — опубликовал сжатый, но обстоятельный труд «Об извести и растворе».58
Едва эта работа успела появиться, как Голландское научное общество в Гаарлеме (которому наука уже была обязана появлением работы Иона) в 1830 г. объявило конкурс на тему: «Каковы признаки, по которым можно определить цементы, твердеющие под водой? Каковы основные составные их части и каково химическое соединение, которое образуется во время их твердения?» Ответ Фукса на эти вопросы, за который он получил золотую медаль,, последовал уже 2 декабря того же года, всего через два с половиной месяца. Девиз работы гласил: «Involuta latet in alto veritas» («Истина заключена и сокрыта в глубине», лат.). Эта, вторая работа Фукса «О свойствах, составных частях и химических соединениях гидравлического раствора. Премированное [в 1832 г.] конкурсное сочинение. . .» 59 была опубликована в 1832 г. в Голландии и в 1833 г. в Германии. Обе работы (1829 и 1830 гг.) тесно связаны между собой.Во введении к первой работе Фукс определяет ее целью подведение теоретического фундамента под способы изготовления строительных растворов и ссылается на предыдущие попытки Соссюра, де Морво, Декотиля, Бертье и других ученых. Он отмечает, что особенно много сделали в этом отношении Ион и Вика и что, хотя Фукс не разделяет всех их взглядов, это не умаляет их заслуг. Эта работа Фукса состоит из двух разделов — об извести, растворах обычных и гидравлических — и короткого заключения. В первый раздел включены опыты Фукса над действием разнообразных добавок на известь. Среди 14 изучавшихся добавок были истолченный в порошок кварц, химически выделенный тончайший кремнезем и аморфный кремнезем. Второй раздел также основан на экспериментах, результаты которых сопоставляются с установленными до Фукса данными. Вторая работа Фукса представляет более систематизированное и сжатое по объему, но несколько расширенное по существу изложение предмета первой работы.
В первой работе Фукс применяет слово «цемент» исключительно и безоговорочно в смысле гидравлической добавки («Camente oder chemi-sche Zugschlage»). Во второй работе он делает то же самое, но с соответствующей оговоркой (учитывая, что в формулировке конкурсной задачи «Ciments» обозначает растворы). А вместо «ciment» в понимании Голландского научного общества он употребляет «гидравлический раствор».
Рассматривая процессы твердения гидравлических растворов, Фукс приходит к выводу, что оно основано главным образом на химическом соединении кремнезема и извести и что, следовательно, не может быть никакого цемента (в смысле гидравлической добавки) без кремнезема. Этот вывод он распространяет как на известково-пуццолановые (не обжигаемые) смеси, так и на гидравлическую (обожженную) известь. В первом случае «кремнезем и кремнекислые соединения, кои в соединении с известью, мокрым путем, твердеют, именуются цементами, а происходящее при сем химическое явление можно назвать мокрой цементацией». Для проявления такого свойства кремнезем или кремнекислые соли «надобно-наперед привести в растворимое состояние посредством прокаления без всякой примеси, или. . . лучше всего с примесью небольшего количества извести» 60
Для второго случая (гидравлическая известь) «можно считать доказанным, что известь и кремнезем химически соединяются мокрым путем, и что они главные действователи в подводной [по Фуксу —■ гидравлической] извести, которая твердеет под водой от их соединения. При этом вода также важный действователь. Она не только приводит частицы извести и цемента [добавки] в ближайшее прикосновение — без чего они не могут действовать химически, но также соединяется с подводной массой, как кристаллизационная вода. . .
«Так называемая естественная подводная известь. . . . есть не иное что, как мергель. . . Он составляет механическую смесь глины с углекислой известью, и потому содержит в себе оба действователя подводной извести. . . При обжигании мергеля вся углекислая известь или только часть оной превращается в едкую (живую) известь, которой некоторая часть соединяется с глиной и делает ее растворимой в кислотах; после чего глина образует студень в водохлорной кислоте. Если эту обожженную известь в виде порошка опустить в воду, то она отвердеет; причем свободная известь соединится с растворимой глиной».