Применение гипса по данным экспериментального исследования
5 Июнь 2009
Общую картину использования гипса в сооружениях прошлого на территории нашей страны, воссозданную выше по письменным источникам, мы дополним выводами о некоторых тенденциях в применении гипса, обнаруженных нами при исследовании вещественных источников. При экспериментальном изучении строительных растворов и вяжущих веществ из сооружений VI в. до н. э.—середины XIX в. н. э. на территории СССР (см. часть IV, главу 6) нами обнаружено применение гипса в следующих случаях.
В четырех из 13 исследованных растворов III—I вв. до и. э. Боспор-ского государства (Северное Причерноморье, район Керчи) содержится гипс в количестве 3.38—12.43% от веса исходного вяжущего. Эти растворы представляют собой защитные обмазки цистерн античных греческих виноделен и рыбозасолочной установки, подверженных сильной химической коррозии. Значительное (3.22—10.75%) количество гипса находится в исходных вяжущих четырех из 11 изученных греческих растворов рыбозасолочной цистерны первых веков н. э., оборонительных сооружений IV в. и базилики X в. в Херсонесе.
Гипс обнаружен в одном из двух растворов турецкой крепости Ени-кале XIV—XVI вв. вблизи Керчи и в пяти (из 10 исследованных) растворах генуэзской цитадели, армянской церкви XIV в. и турецких бань XV в. в Феодосии. Содержится он также в двух (из семи) растворах татарских бани и мечети XVI в. Бахчисарайского дворца.
При исследовании 13 растворов монументальных сооружений Петербурга XVIII—первой четверти XIX в. установлено, что вяжущие двух растворов Петропавловского собора 1712—1733 гг. и одного раствора 1796 г. Исаакиевского собора содержат соответственно 4.90, 10.47 и 6.28% гипса.
Повышенное и высокое содержание гипса свойственно вяжущим трех (из семи) растворов Ревеля (Таллина). В двух растворах оборонительных сооружений XIII и конца XIV вв. оно составляет 4.67 и 26.26%, а во внутренней штукатурке домика Петра I (1714 г.) возрастает до 44.69%.
Во всех этих случаях имеет место то или иное содержание гипса в исходных известковых вяжущих или в известковых растворах. Для того чтобы правильно оценить эти примеры, необходимо учесть следующее. В отличие от гипсов, часто загрязненных природной примесью карбонатов, известняки (в противоположность иттогда доломитам и магнезиальным мергелям), как правило, не содержат сульфатов и сульфидов. Содержание в них серного ангидрида слишком невелико, чтобы служить источником указанных количеств гипса в исследованных отвердевших растворах. Длительное твердение этих растворов протекало при отсутствии агрессивных грунтовых вод, могущих быть источником сульфатов в растворах и камне сооружений в результате капиллярного подсоса. Наконец, во всех описанных нами случаях, наряду с 17 растворами, содержащими гипс, преобладали 36 растворов без него.
Все это позволяет говорить о преднамеренном в ряде случаев введении древними строителями гипса в извести или известковые растворы, штукатурки и защитные обмазки разнообразных сооружений античного и средневекового Северного Причерноморья, средневековой Прибалтики и Петербурга. Этот рациональный прием, ускоряющий твердение и нарастание прочности растворов и штукатурок, использовался в средневековой Западной Европе и широко применяется в современной практике.
Далее, среди 11 изученных нами растворов Риги, наряду с 10 известковыми растворами, один раствор начала XV в. пилона церкви св. Петра оказался чисто гипсовым. Этот раствор (по существу тесто) в качестве заполнителей имеет включения гипсовой породы (недожога) и ангидрита (пережога), зерна цемянки и небольшую естественную примесь карбоната и отдельных зерен кварца. Он типичен для средневековой Западной Европы и не обнаружен нами в других районах страны.
Совершенно своеобразен исследованный нами первый русский искусственный гидравлический цемент 1825 г. Е. Челиева (см. часть IV, раздел 4) — своего рода гипсовый романцемент. Гипс равномерно вводился в сырьевую смесь этого цемента й в раствор при его затворении, причем в обоих случаях это достигалось использованием гипсовой воды «из крепко перезженого гипса».77 Введение гипса в сырье приводило к образованию в составе крепко обожженого клинкера эстрих-гипса, а затворение продукта гипсовой водой — к активизации твердеющего цемента. Оба мероприятия и по современным представлениям вполне рациональны для достижения наибольшей прочности и атмосферостойкости продукта.