Исследования 1821—1822 гг. Института Корпуса инженеров путей сообщения
5 Январь 2010
Новый Институт, организованный с учетом программ, методов и опыта работы Политехнической школы и Школы мостов и дорог Франции, вскоре стал научным центром в области дорожного, гидротехнического, гражданского строительства и производства строительных материалов. В 1821—1822 гг. по поручению Главноуправляющего путями сообщения генерал-лейтенанта Огюстена (Августина Августиновича) Бетанкура (A. de Betancourt, 1758—1824) обширные исследования известей ряда месторождений провели приглашенные из Франции молодые талантливые инженеры Корпуса, профессора Института Антуан Рокур де Шарлевиль (1799—1841), Габриель Ламе (G. Lame, 1795—1870) и Бенуа Поль Эмиль Клапейрон (В. P. Е. Clapeyron, 1799—1864).2 Наибольший интерес для нас представляет деятельность Шарлевиля.
Окончив Политехническую школу, Шарлевиль решил применить только что опубликованные Вика методы превращения обычных воздушных известей в гидравлические в широком производственном масштабе. Он воспользовался предложением принять участие в строительстве морских сооружений в Тулонском порту, где мог осуществить свои опыты. Продолжавшиеся в течение 1819—1820 гг. опыты показали возможность и эффективность отказа от дорогостоящей итальянской пуццоланы за счет легкого и дешевого превращения местной воздушной извести Прованса в гидравлическую. Оптимальным по прочности, стойкости и экономичности в морских сооружениях явился раствор 1:1 из искусственной гидравлической извести и песка. Морское ведомство решило возводить подводные части сооружений только на искусственной гидравлической извести. Такого решения главный инженер Тулона добился и от Военного департамента.
В 1821 г. Шарлевиль приступил к работе в Петербурге в качестве профессора по курсу построений (строительного искусства) в Институте Корпуса инженеров путей сообщения. В это время многие работы по строительству дорог, каналов и мостов (особенно в подводных частях) осложнялись вследствие затруднений с получением хороших растворов.3 Искусственные гидравлические цементы Аспдина и Челиева еще не были известны. Поэтому Бетанкур поручил Шарлевилю наряду с чтением лекций также проектирование моста через р. Нарову и исследование известей России с последующим опубликованием полученных результатов в печати.Мостовые устои из каменной кладки на сколько-нибудь значительных реках обычно сносились водой. Существовало мнение, что сооружение моста на Нарове со скоростью течения 10—15 фт./сек. (3—4.5 м/сек.) и глубиной более 30 фт. (9.1 м) — невозможно. Местная нарвская известь считалась совершенно непригодной; она так плохо гасилась, что обычную воздушную известь для городских построек завозили из других мест. Однако на деле она оказалась отличной сильно гидравлической (а потому и плохо гасящейся) известью, которую после обжига оставалось только измельчить и затворять, чтобы удовлетворить любым требованиям. Выполненные на ней бетонные устои нарвского моста были безупречны.4
Образцы известняков для изучения Шарлевилем были получены из разных районов страны, однако основные исследования проведены над четырьмя характерными разновидностями известей из сырья, залегавшего в окрестностях Петербурга в районах Нарвы (две разновидности), Ладожского озера и Тосно. Эти извести представляли практический интерес для проводившегося здесь крупного строительства и охватывали весь диапазон естественных воздушных и гидравлических известей.
Опыт работы в Тулоне и деятельное участие в работе Ламе и Клапейрона помогли Шарлевилю выполнить и опубликовать поразительные по масштабу, разнообразию и обстоятельности исследования в течение всего двух лет (1821—1822 гг.). О масштабе этих работ можно судить по тому, что в процессе изучения четырех основных разновидностей извести было проведено около 1500 опытов. А для исследования отдельных закономерностей и характера процессов производства вяжущих и растворов ряд опытов был повторен на 2000 образцов различных естественных и искусственно изготовленных известей.5
Это позволило разработать новые практические указания для рационального в техническом и экономическом отношениях применения четырех детально изученных типических разновидностей известей Петербурга и после экспериментальной проверки распространить их на все подобные им извести различных районов страны. Эти указания расходились с существовавшими тогда представлениями о вяжущих и растворах и вносили в эти представления необходимые коррективы. В отношении петербургских известей были установлены следующие оценки и рекомендации.
Нарвская известъ-1. Жирная воздушная известь, наиболее подходящая для применения в тесте или очень жирных растворах. Для использования в гидравлических растворах ее необходимо смешивать с очень сильными пуццоланами или превращать в искусственную гидравлическую известь.