Прочность раствора возрастает с увеличением содержания глинистой части и с уменьшением основного модуля вяжущего. Исключение составляет раствор № 14, прочность которого вдвое меньше, чем у раствора № 19, при одинаковой у обоих химической характеристике вяжущего. Это различие, по-видимому, следует объяснить использованными в обоих случаях активными заполнителями (цемянка у № 14, цемянка и карбонат кальция у № 19), а может быть и качеством работы. Зависимости между прочностью растворов и содержанием окиси магния в исходном вяжущем или степенью его магнезиальности не обнаружено.
В Гостином дворе при одинаковых физических свойствах растворы № 7, 8 на гидравлических известях намного прочнее (115 и 84 кг/см2) растворов № 12, 13 на тощей воздушной и слабо гидравлической известях (15 и 25 кг/см2). Они также гораздо прочнее раствора № 11 на сильно гидравлической извести, но с повышенной примерно на 10% пористостью (44 кг/см2). На пониженную прочность образцов № 11—13 дополнительно несколько повлияли механические их повреждения при отборе и небольшая высота испытывавшихся кубов. В Исаакиевском соборе при одинаковых, сильно гидравлических известях более поздний раствор № 37 с пошьженным содержанием цемянки и повышенной пористостью (качество работы) в два раза менее прочен, чем ранний раствор .№ 35.
Превосходные растворы Петропавловского собора 1712—1733 гг. характеризуют умелое использование исходных материалов, сочетаемое с высоким качеством работы при возведении ответственного монументального сооружения раннего Петербурга. Разнородность известей, уменьшенное содержание цемянки и отсутствие карбонатных добавок, наряду с ухудшением качества работы, привели к гораздо менее прочным и неоднородным растворам 1761—1775 гг. Большого Гостиного двора. Растворы Исаакиевского собора несколько прочнее растворов Гостиного двора за счет однородности качественных известей и более тонкого измельчения цемянки. Но и здесь уменьшение содержания цемянки и плотности растворов привело к резкому снижению прочности раствора 1820 г. сравнительно с раствором 1796 г. Все изученные растворы очень жирны и в наземных частях сооружений вполне воздухоустойчивы; признаки отчленения вяжущего от заполнителей и рассыпания отсутствуют.
Растворы монументальных сооружений культового и общественного назначения Риги XIII—XVII вв. и Петербурга XVIII—первой четверти XIX в. рационально изготовлены преимущественно на гидравлических известях. В растворах Риги, наряду с обычными заполнителями, широко применены активные карбонатные заполнители, а в петербургских растворах также и цемянка. Наличие ее и отчасти лучшая сохранность сооружений обусловили гораздо большую прочность петербургских растворов, чем у более древних рижских растворов. Повышенное качество-работ привело к менее колеблющейся прочности растворов Исаакиевского собора, чем у растворов Гостиного двора и Риги. Наилучшее качество работ и более высокое содержание цемянки при наличии и карбонатных добавок обеспечили превосходство растворов Петропавловского собора по прочности и пределам ее колебания над остальными растворами.
Рижским растворам, изготовлявшимся в течение XIII—XVII вв., свойственно ровное, довольно высокое качество. В Петербурге же на протяжении XVIII—первой четверти XIX в. превосходные растворы петровского и послепетровского времени, значительно более совершенные, чем тогдашние растворы Западной Европы, сменяются менее качественными и прочными растворами последующего времени. Высокое в общем качество рижских и петербургских растворов XIII—XIX вв., изготовленных на местных гидравлических известях, свидетельствует о неуместности наблюдающихся в нашей строительной практике игнорирования этого ценного местного материала и необоснованной замены его часто привозным портландцементом.
Проведенные исследования дают представление о вяжущих веществах прошлого, применявшихся многими народами на территории нашей страны. Эти исследования позволили нам сделать как заключения исторического характера, так и выводы теоретического и практического значения для современности. Они показывают роль экспериментальных методов в изучении истории науки, техники и материальной культуры, равно как и значение исторического исследования для современной науки и техники, позволяющее рассматривать историю науки как средство научного исследования.

Цемянка в растворах Петропавловского собора представлена обломками и зернами измельченного кирпича величиной от 0.1 до 1.5—2 мм. Судя по оптическим свойствам зерен плагиоклаза, включенных в цемянке известково-цемяночного раствора № 14, исходный кирпич был обожжен при 1000°. Для этого раствора характерно большое сцепление цемянки с вяжущим веществом; величина его соответствует прочности кирпича. Излом при разрушении раствора проходит одновременно по обоим компонентам, а прочность контактной зоны, по-видимому, соответствует прочности отвердевшего раствора (85 кг/см2). В растворе № 14 цемянка занимает значительное, а в растворе № 15 основное место среди заполнителей.
Содержание цемянки в растворах Гостиного двора и Исаакиевского собора значительно меньше; оно составляет соответственно 10—30 и 20—30% от количества всех заполнителей. Цемянка измельчена неравномерно: крупные (до 3—4 мм) и мелкие зерна ее, иногда обломки и куски кирпича, сочетаются с пылеватой фракцией, а в растворах Исаакиевского собора и с тонко измельченной и просеянной мукой (табл. XXI, 1, 2\ XXIII, 1, 2; XXII, б, 6). При сохранившихся на поверхностях растворов № 7, 35 (табл. XVI, 1, 3) остатках кирпича из кладки, раствор прочно сочленен с кирпичом, сила сцепления соответствует прочности кирпича, а контакт по характеру сцепления у образца № 35 (табл. XXIII, 3—6) подобен контакту у киевских Золотых ворот.
Обычные заполнители растворов Петербурга в подавляющей части состоят из зерен кварца и различных полевых шпатов. Иногда встречаются обломки гранита с характерным для него комплексом минералов, обломки других горных пород. Изредка в небольшом количестве попадаются зерна разных минералов, глинистое вещество. Редко, в отдельных растворах всех трех сооружений, встречаются обугленные древесные остатки, иногда сохранившие форму сосудисто-волокнистых пучков, — результат обжига материалов на древесном топливе.
Во всех 13 растворах сохранилось значительное количество некар-бонизированных гидросиликатов (гидроалюминатов) кальция, а в четырех растворах — и свободного гидрата окиси кальция. Процессы карбонизации в этих относительно молодых (137—245 лет) растворах, как и следовало ожидать, далеки от завершения. Однако неожиданным на первый взгляд кажется распределение свободной извести в растворах разного возраста. Гидрат окиси кальция обнаружен в трех растворах (№ 15, 17, 19) наземных частей наиболее раннего Петропавловского собора и только в одном растворе (№ 13) подземной фундаментной части более позднего Гостиного двора. Он вовсе отсутствует в растворах самого позднего Исаакиевского собора. Тонкость швов и однородность растворов Петропавловского собора и нахождение раствора № 13 Гостиного двора на глубине 1.5 м под землей затрудняют доступ углекислого газа воздуха в толщу растворов и замедляют карбонизацию гидрата окиси кальция.
Во всех растворах вяжущее вещество в той или иной степени взаимодействует с заполнителями. Зерна кварца, полевых шпатов и особенно цемянки окружены реакционными каймами, хорошо видными на некоторых микроснимках. У цемянки они более широки и имеют зональное строение с постепенным переходом от периферической части зерен заполнителя к вяжущему. Продукты взаимодействия находятся не только в каймах на поверхности зерен, но и в порах, доступных для гидрата окиси кальция при затворении.

Применение исключительно гидравлических известей в монументальных наземных сооружениях, при наличии и воздушных известей, следует объяснить соображениями прочности и долговечности. Такая практика, как показано далее (стр. 325—326), отражена в трактате-кодексе строительного дела 1737—1740 гг. — Должность Архитектурной Экспедиции, критически обобщившем строительный опыт петровского времени. Она превосходила западноевропейскую практику, в которой тогда и позднее, вплоть до работ Смитона и Паркера, еще господствовали воздушные извести с гидравлическими добавками.
При использовании только гидравлических известей в сооруя^ениях Петербурга (как и Риги) изучаемого периода зависимости между видом используемой извести и назначением конструктивного элемента, для которого предназначается раствор, естественно, не наблюдается. Напротив, в пределах одного и того же собора или одного и того же отсека Гостиного двора растворы различных конструктивных элементов, выполнявшихся разновременно, изготовлены на сходном вяжущем.
Извести, примененные в растворах № 15, 19 Петропавловского собора и в растворе № 35 Исаакиевского собора, выделяются повышенным содержанием сульфата кальция. Оно составляет соответственно 8.28, 3.88 и 4.96% ангидрита или 10.47, 4.90 и 6.28% гипса.
На изучаемых растворах Петербурга наглядно проявлена своеобразная эволюция в применении активизирующих добавок. Она происходила в середине XVIII в., закрепилась в XIX в. и привела при одних и тех же известях к ухудшению качества растворов в послепетровское и последующее время. Из шести растворов Петропавловского собора три (№ 17—19) содержат, наряду с обычными естественными заполнителями, карбонатные заполнители и цемянку, а два (№ 14, 15) — только цемянку. Лишь в одном растворе (№ 16) применены только обычные заполнители при наиболее гидравлической, однако, извести и отличном качестве работы. Все семь растворов Гостиного двора и Исаакиевского собора содержат из добавок только цемянку.
Применение строителями Петропавловского собора карбонатных заполнителей нельзя рассматривать как способ утилизации отходов доломита и известняка при производстве извести на самом строительстве, как это было в древности. Для строительства всех трех сооружений известь обжигали и заготовляли на карьерах вне Петербурга. Безобжиговую тонкомолотую карбонатную добавку под названием цемента, или семента, наряду с другими сементами (цемянка, глинит, обожженные карбонаты), широко использовали в первой половине XVIII в. для улучшения известковых растворов.
Карбонатная добавка в растворах Петропавловского собора представляет собой измельченные доломиты и известняки в необожженном, иногда — слабо обожженном состоянии. В типичном известково-цемя-ночно-карбонатном растворе № 19 заполнители состоят из 40% цемянки, 30% доломита, 25% кварца и около 5% полевого шпата.

После основания в 1703 г. будущей столицы на дальнейшее развитие строительного дела и производства вяжущих материалов и растворов во всей стране основное влияние оказывало выдающееся зодчество Петербурга. Техника растворов петровского времени создавалась здесь с учетом иностранного опыта. Однако в выборе вяжущих веществ и активизирующих добавок она, как выяснилось из исследования, отличалась от техники западноевропейских стран и была более прогрессивной.62
Нами исследованы 13 кладочных растворов, отобранных преимущественно из внутренней кирпичной кладки различных конструктивных элементов монументальных церквовных и общественных сооружений Петербурга XVIII—первой четверти XIX в.
Петропавловский собор (1712—1733 гг., Д. Трезиии), бывшая царская усыпальница на территории Петропавловской (С.-Петербургской) крепости. Исследованы шесть растворов периода 1712—1725 гг. Образец № 14. Раствор опорных столбов под полом из каменных плит центральной части северного нефа. Образец № 15. Раствор западной стены Екатерининского придела. Образец № 16. Раствор свода перекрытия под центральной престольной частью алтаря. Образец № 17. Раствор южной стены алтаря. Образец № 18. Раствор фундамента южной стены центральной части южного нефа. Образец № 19. Раствор наружной западной стены у главного входа.
Все растворы, за исключением более позднего раствора № 14, чрезвычайно тверды. Высокая прочность, однородность растворов и топкость швов хорошо выполненной кладки очень затруднили отбор образцов, причем их удалось получить лишь в виде мелких кусочков.
Большой Гостиный двор (В. Растрелли и Ж. Б. Баллен-Деламот). Исследованы пять растворов периода 1761—1775 гг. Образец № 7. Раствор поперечной стены первого этажа между 129-м и 130-м отсеками. Образец № 8. Раствор свода над первым этажом 129-го отсека. Образец Mil. Раствор поперечной стены первого этажа между 31а и 32а отсеками. Образец № 12. Раствор свода над вторым этажом 145-го отсека. Образец № 13. Раствор бутового фундамента наружной продольной стены углового вестибюля на стыке Невской и Садовой линий.
Средняя, иногда малая твердость и неравномерность растворов, доступность кладки в процессе ее разборки (в связи с реконструкцией помещения), более толстые швы и наличие в кладке пустот, заполненных отвердевшим раствором, облегчили отбор довольно крупных образцов. Значительные колебания в качестве растворов объясняются возведением различных отсеков в разное время отдельными владельцами участков. Это приводило к использованию разнородных материалов, различной тщательности выполнения работ, а может быть и к экономии в' их стоимости за счет качества.
Исаакиевский собор (1818—1858 гг., А. Монферран), быв. собор йса-акия Далматского, включает элементы предыдущего Исаакиевского собора (1768—1802 гг., А. Ринальди). Исследованы два образца обоих строительных периодов. Образец № 35. Раствор северо-западного паруса придела Александра Невского, 1796 г. Образец М 37. Раствор свода между подвалом и церковным полом юго-западной части центра, 1820 г.

В древнейшей, расположенной на скале, за крепостной стеной части Ревеля — Тоомпеа (Вышгород) — в нижнем Старом городе и раскинувшемся за его стенами Новом городе уцелело очень много средневековых башен и сооружений самого разнообразного назначения. Нами исследованы шесть кладочных растворов и один штукатурный из сооружений культового, оборонительного и жилого назначения Ревеля XIII—середины XIX в.
Церковь св. Николая (Нигулисте). Возведена из плитняковой (известняковой) кладки и разрушена в деревянной части во время второй мировой войны. Образец № 49. Раствор южной наружной стены, 1300— 1310 гг. или конец XIII в. Образец № 50. Раствор пяты свода южного нефа,вторая половина XV в. Образец № 51. Раствор кирпичного аркбутана над сводом алтарного хора южного нефа, 1850 г. Последние два образца отобраны из мест, находившихся соответственно в течение 13 и пяти лет без перекрытия.
Северо-западная крепостная стена старого города. Сложена из известнякового плитняка. Образец № 52. Раствор находящегося у башни Гуд-таг участка стены быв. монастыря ордена цистерцианцев на ул. Кооли, вторая половина XIII в. Образцы № 53, 54. Растворы наружной восточной стены башни Гудтаг на высоте 2.5 м от пола третьего этажа, 1500 г., и на 0.5 м ниже пола, в нише данскера (уборной), 1380—1400 гг.
Домик (летний дворец) Петра I. Находится в парке Кадриорг. Образец № 48. Штукатурка на камыше настенного тянутого карниза спального помещения, 1714 г.
В растворах и монументального храма и мощных крепостных сооружений наблюдается последовательное ухудшение использовавшихся исходных вяжущих. Сильно и слабо гидравлические извести-, применявшиеся во второй половине XIII в. (растворы № 52, 49), сменяются сначала слабо гидравлической, на грани с тощей воздушной, известью в растворе конца XIV в. (№ 54), затем тощей воздушной, на грани со слабо гидравлической, известью в растворе второй половины XV в. (№ 50) и, наконец, тощей воздушной известью в растворах начала XVI и середины XIX вв. •(№ 53, 51). Такая же известь использована и в штукатурке петровского домика начала XVIII в. В пяти растворах отмечена маломагнезиальная и в двух (№ 54, 48) — магнезиальная известь.
Вяжущие вещества, примененные в растворах № 52, 54, 48, выделяются повышенным и высоким содержанием сульфата кальция. В исходных вяжущих оно соответственно составляет 3.69, 20.76, 35.34% по безводному .ангидриту и 4.67, 26.26, 44.69% по двуводпому гипсу. Несомненно, что раствор XIV в. данскера башни Гудтаг (№ 54) и штукатурка XVIII в. в домике Петра (№ 48) изготовлены на известково-гипсовых смесях примерного состава 1 : 0.28 и 1 : 0.66, считая по обычно применяемому полуводному сульфату. Подобные смеси используются и в современной практике.01 Растворы № 49, 52, 53 церкви и крепости содержат 6.1, 1.2 и 16.1% крупных заполнителей, свойственных бетонам. Это особенно наглядно на растворе № 53. Остальные растворы в общем более тощие, чем рижские растворы.
У всех растворов, работающих в названных частях сооружений и насчитывающих срок службы от шести веков до одного, уже отсутствует свободный гидрат окиси кальция и имеются некарбопизироваиные гидросиликаты (гидроалюминаты) кальция.
Растворы сооружений XIII—XIX вв. культового, оборонительного и жилого назначения в Ревеле (Таллине) весьма отличны от современных им растворов Риги. В них отмечается неблагоприятный переход от гидравлических известей (XIII—XIV вв.) к тощим воздушным известям (XV, XVI, XVIII, XIX вв).

Тонкозернистый кальцит, свойственный вяжущей части каждого отвердевшего известкового раствора, в шести растворах (№ 24, 28, 29, 32, 26а, 266) подвержен перекристаллизации, укрупнению мельчайших зерен с образованием агрегатных скоплений укрупненных (8— 15 fx) зерен карбоната кальция размером до 0.1 мм и отдельных, часто идиоморфных, крупных (20—80 ju, до 0.3x0.5 или 0.25x0.6 мм) ромбоэдрических его зерен, окруженных более мелкими зернами.
Процесс перекристаллизации, не связанный с химическими изменениями, в природе широко представлен превращением в твердом состоянии мелкозернистых известняков в плотные мраморизованные известняки и крупнокристаллические мраморы под влиянием постепенно возрастающего давления вышележащих пород.55 В металлокерамике укрупнение многочисленных мелких зерен и переход укрупненных зерен в монокристалл под влиянием нагревания носят название собирательной рекристаллизации.56 В искусственном камне твердеющих растворов превращение мельчайших, неустойчивых вследствие огромной удельной поверхности зерен кальцита в устойчивые идиоморфиые кристаллы углекислого кальция обязано главным образом времени.
В четырех из восьми известково-карбонатных растворов (№ 28, 32, 33, 26в) на контакте обломков карбонатных заполнителей с карбонатной массой отвердевшего вяжущего наблюдается регенерация, восстановление исходной ромбоэдрической формы зерен кальцита вяжущего. Она наблюдается и на гладкой поверхности окатанных обломков заполнителя, которая становится при этом в плоскости шлифа гребенчатой. Регенерированные (под влиянием и по типу зерен карбонатного заполнителя) зерна кальцита, прорастая в массе вяжущего, создают очень постепенный переход в контактной зоне от заполнителя к вяжущему. Это особенно сильно проявляется при мелкозернистых (в том числе и мраморизованных) заполнителях — доломитах и известняках. В порах образца № 28 находятся друзовидные сростки удлиненных кристаллов кальцита, возникших здесь из мигрировавших карбонатсодержащих растворов.
В природе процесс регенерации широко распространен у раздробленных или окатанных зерен кварца и полевых шпатов в осадочных породах (при диагенетических процессах) и особенно в метаморфических породах. Процесс частичной или полной регенерации развит при динам омета-морфизме, например, песчаников с кремнеземистым цементом (связкой), когда при одинаковом составе зерен песчаника и связывающего их цемента первые разрастаются за счет второго. Отмечено увеличение прочности горной породы в результате регенерации.57 В изученных известково-карбонатных растворах при одинаковом составе заполнителя и отвердевшего вяжущего регенерация кальцита приводит как бы к разрастанию зерен заполнителя за счет вяжущего и к увеличению плотности и прочности раствора. Этот процесс дополняет полезную функцию карбонатных заполнителей, объясненную в общем виде В. Н. Юпгом.
Таким образом, в длительно твердеющих растворах в течение их службы, наряду с известными процессами мипералообразования и карбонизации, протекают разнообразные полиморфные превращения в твердом состоянии возникающих новообразований. К процессам обезвоживания и становления кристаллической решетки у кристаллизующегося геля кремнезема присоединяются процессы перекристаллизации и регенерации кальцита вяжущего.58 Эти превращения подобны процессам, происходящим в природных условиях в осадочных и особенно метаморфических горных породах. В обоих случаях они содействуют увеличению прочности материала.59 Для отвердевших растворов характерны структуры некоторых горных, преимущественно осадочных пород. Все это подтверждает справедливость образного определения твердеющего раствора (бетона) как искусственного камня; еще правильнее было бы определить его как искусственную горную породу.

Вяжущие вещества в растворах № 28, 29 обоих соседних сооружений одного и того же периода (начало первой половины XIII в.) сходны — гидравлические доломитовые извести. Вяжущие в растворах разного времени (XV—XVII вв.) одного и того же сооружения — церкви Петра — несколько различаются в основном степенью доломитизации гидравлических и тощей известей. Разницы в вяжущих и растворах различных конструктивных элементов сооружения одного и того же времени не наблюдается.
Ни один из 10 исследованных известковых растворов, изготовлявшихся на протяжении шести с половиной веков, не содержит цемянки, хотя в течение всего этого времени широко использовались кирпич и черепица. Однако восемь известковых растворов (№ 28, 29, 31—33, 26, а—в) из всех трех сооружений содержат карбонатные заполнители. Они представлены карбонатами кальция и магния в виде разнообразных по составу и структуре, частично перекристаллизованных разновидностей доломитов и известняков, иногда их недожога, обломков раковин. Содержание их иногда доходит до 40—45% общего количества заполнителей. Изготовление без цемянки растворов с преобладанием гидравлических известей не вызывает особых возражений с химико-технологической стороны: использование ее могло бы иметь скорее экономическое значение. Применение же карбонатных заполнителей, как показано далее, здесь очень целесообразно и с технической стороны.
Находящиеся во всех известковых растворах обычные заполнители представлены прежде всего кварцем, полевыми пшатами и затем обломками многочисленных кристаллических горных пород и зернами минералов. По составу и форме зерен они часто характерны для прибрежномор-ских песчано-гравелистых отложений. Они разнообразны по форме, величине зерен заполнителей и претерпеваемым ими процессам изменения.
Своеобразен и интересен состав гипсового раствора (№ 30). На изломе этого отвердевшего раствора наблюдаются включения зерен цемянки, углистых и древесных остатков, иногда обломки ангидрита (табл. XIV, 1). Под микроскопом (табл. XIX, 3, 4) в основной тонкозернистой массе гипса с зернами 8—12 р сравнительно равномерно распределены отдельные зерна карбоната кальция в 20—30 ц, чаще агрегаты мельчайших зерен кальцита; встречаются отдельные крупные включения гипсовой породы и изредка зерна кварца. Древесные и обугленные остатки хорошо сохранили структуру сосудисто-волокнистых пучков.
Сопоставление результатов химического и петрографо-минералоги-ческого изучения позволяет охарактеризовать гипсовый раствор следующим образом. Главный компонент этого раствора (по существу теста) — гипс, использованный в обожженном состоянии в качестве вяжущего, — в результате затворения и твердения превратился в исходную двуводную модификацию. Очень немногочисленные заполнители представляют собой обломки гипсовой породы, ее недожога и ангидрита. Примесью являются небольшое количество извести и отдельные зерна кварца. Включения зерен цемянки завершают характеристику этого, типичного для средневековой Западной Европы, гипсового раствора.
Для всех 11 изученных растворов характерно отсутствие свободного гидрата окиси кальция, а для двух (№ 25, 26а) — и некарбонизированных гидросиликатов (гидроалюмипатов) кальция. В остальных растворах последние в той или иной степени сохранились.
Как и в более древних растворах, в рижских и дурбенских растворах XIII—XIX вв. зерна заполнителей — кварца и полевых шпатов — окружены реакционными каймами с постепенным переходом от вещества заполнителей к веществу вяжущего. Они сложены тонкозернистым 54 кальцитом,.погруженным в изотропный, иногда слабо двупреломляющий гидрат кремнезема, и развиваются тем интенсивнее, чем больше вяжущего содержит раствор. В бинокулярную лупу хорошо видна поверхностная коррозия зерен заполнителей, а под микроскопом — изотропность поверхностной их части. Изотропный гель кремнезема наблюдается как в исходном растворе, так и в гранулометрических его фракциях и нерастворимом остатке, где он нередко причленен к зернам кварца.

Старая Рига — центр современного города — сохранила много средневековых памятников архитектуры, величественных соборов, общественных зданий и жилых домов, крепостных башен. Нами исследованы восемь кладочных растворов из наиболее ранних рижских сооружений, относящихся к периоду от начала XIII в. до последней четверти XVII в. Первое из них — древнейшее в Риге каменное здание церкви св. Георгия (Юриса) первого десятилетия XIII в., первоначально служившее залом собраний и капеллы орденского замка рыцарей-меченосцев, а в XVI в. превращенное в амбар. Стены здания выложены из известняка, частично валунов; детали выполнены в кирпиче.
Второе здание — монументальная кирпичная церковь св. Петра с центральным порталом и нижней частью колокольной башни из тесаного известняка, строилась постепенно в течение XIII—XVII вв. Шпиль — одна из самых высоких деревянных конструкций в мировом зодчестве — и все деревянные части здания уничтожены пожаром при обстреле города в 1941 г. фашистскими захватчиками. В целях сопоставления были частично исследованы три более поздних раствора каменного моста в парке Дурбенского дворца 1821 г. в городе Тукумсе.
Амбар, бывш. церковь Георгия. Образцы № 24, 28. Растворы наружной (по ул. Скарню) и внутренней каменных стен, XIII в. Образцы отобраны из нижней, наиболее ранней части стен.
Церковь Петра. Образцы отобраны из внутренней нижней части кирпичной кладки разных строительных периодов. Образец № 25. Раствор контрфорса к ул. Скарню. Образец № 29. Раствор пилона, 1200—1340 гг. Образец № 30. Раствор пилона, 1408—1410 гг. Образец № 31. Раствор наружной стены, 1456—1470 гг. Образец № 32. Раствор наружной стены пристройки, 1500 г. Образец № 33. Раствор низа башенной части, 1670— 1674 гг. Некоторые растворы (и кладка) заметно ослаблены в результате 15-летнего нахождения без кровли.
Мост в Дурбене. Образцы № 26, а—в. Растворы из разных мест нерегулярной каменной кладки моста.
Образцы № 24—26 были подвергнуты частичному изучению, без химического исследования, а № 26 и без физико-механических испытаний. Из шести полностью исследованных рижских растворов XIII—XVII вв. пять являются известковыми и один (№ 30, пилона 1408—1410 гг. церкви Петра) — гипсовым. Из пяти известковых растворов три изготовлены на сильно гидравлических известях доломитовой (№ 29) и доломитизирован-ной (№ 31, 32), один на слабо гидравлической доломитовой извести (№ 28) и только один (№ 33) на магнезиальной тощей воздушной извести. Такая оценка известей согласуется с современной характеристикой рижского сырья для производства вяжущих веществ. Чисто гипсовый раствор, известный для средневековой Западной Европы, в нашем исследовании здесь встречен впервые. В качестве вяжущего в нем применен обожженный гипс, несколько загрязненный примесью карбонатов и кварца.

Наиболее прочен владимирский известково-карбонатный раствор № 3, несколько превосходящий по прочности смоленский известково-цемяноч-иый раствор № 2 — вдвое более жирный. Значительная прочность свойственна и остальным растворам с карбонатным заполнителем (№ 5, 6) и цемянкой (№ 1). Мало прочны известково-песчаные (№ 4, 12) и извест-ково-глинистый (№ 7) растворы. Малая прочность раствора № 12 Кремлевского рва, изготовленного на тощей воздушной извести без гидравлических добавок и длительное время находившегося во влажной среде, характеризует певодоустойчивость раствора.
Представляет интерес сопоставление по водоустойчивости известково-карбонатного раствора XII в. Владимира (№ 3) с киевским известково-цемяночным раствором XI в. Софийского собора (№ 1, табл. 19). Коэффициент размягчения этих растворов, судя по прочности их в сухом и насыщенном водой состоянии, составляет соответственно 0.17 и 0.89. Эта огромная разница, характеризующая превосходство киевского раствора, совершенно закономерна. Оба раствора изготовлены на слабо гидравлической маломагнезиалыюй извести и обладают значительной пористостью. Но владимирский раствор содеряшт карбонатную добавку, только активизирующую твердение его, а киевский — цемянку, т. е. классическую гидравлическую добавку, придающую водоустойчивость раствору даже на жирной воздушной извести.
На прочности известняковых щебня и облицовки собора во Владимире очень наглядно проявлено упрочение пористого известняка пропитавшим его тонкозернистым кальцитом — продуктом твердения раствора. Низкая прочность щебня и облицовки, хотя бы и ослабленных сульфатной агрессией грунтовых вод, характеризует невысокую прочность разрабатывавшихся слоев владимирского туфа.
Из изученных 14 древнерусских растворов три, содержащие цемянку, происходят из разных районов (Полоцк, Смоленск, Суздаль; № 1, 2, 11), но относятся к одному и тому же домонгольскому периоду (XI— XII вв.). Остальные два раствора этого же времени, но разных районов (Владимир, Смоленщина; № 3, цемянки не содержат. Что же касается растворов разных районов конца XV—XVII вв., т. е. послемонгольского периода, то ни один из них, включая даже раствор № 12 гидротехнического сооружения — Кремлевского рва, не содержит цемянки. Это характерно и для новгородских растворов. Отсутствие добавок в московских известково-песчаных растворах отметил в 1655 г. и Павел Алепп-ский. Все это согласуется с представлениями археологов о выпадении цемянки из древнерусской строительной практики со времени монголо-татарского нашествия (середина XIII в.) и является одним из губительных его последствий.Точно так же использование мелких (и мельчайших) и крупных карбонатных заполнителей, наиболее полно выраженное в растворе № 3 Владимира в конце XII в., совершенно не имеет места в растворах XV— XVI вв. Смоленска, Ивангорода, Москвы (№ 4, 9, 10, 12, 13), но уже прослеживается в растворах XVII в. Ивангорода (№ 5, 6). Представляется, что и в этом сказывается влияние монгольского ига. В начале XVIII в. в Москве, Петербурге и, по-видимому, в других местах цемянка (молотый кирпич) и «семент», или «цемент» (молотый известняк), широко применяются в известковых растворах в качестве популярных гидравлической и ускоряющей твердение добавок.
Известково-цемяночные растворы XI—XII вв. Полоцка, Смоленска, Суздаля (№ 1, 2, 11) содержат даже более гидравлические вяжущие, чем киевские растворы XI в. Однако вследствие уменьшенного содержания цемянки они только приближаются к последним по прочности. Растворы этих четырех городов древнерусского государства по наличию цемянки и отсутствию карбонатных заполнителей примыкают к растворам 1023 г. Тмутараканского храма. Напротив, растворы Владимира XII в. и Ивангорода XVII в., содержащие карбонатные заполнители без цемянки, сходны с растворами VIII в. боспорского храма Иоанна Предтечи.
Применение гидравлических известей, цемянки и карбонатных заполнителей в растворах Киева и других древнерусских городов не носило функционального характера и обусловливалось (при наличии и других местных материалов) соображениями прочности и долговечности монументальных сооружений. В отличие от римских (Харакс) и современных нам растворов, изготовленных на известково-глинистых смесях (в качестве вяжущего) и песке, в своеобразном иваигородском известково-глинистом растворе XVII в. соборной колокольни (№ 7) тощее известковое вяжущее сочетается с суглинком как заполнителем при отсутствии в растворе песка.

Известково-цемяночные растворы XI—XII вв. Полоцка, Смоленска, Кидекши (№ 1, 2, 11), известково-карбонатные растворы XII в. Владимира (№ 3) и XVII в. Ивангорода (№ 5, 6), известково-глинистый раствор XVII в. Ивангорода (№ 7), известковые (известково-песчапые) растворы XV в. Ивангорода (№ 4), XII и XVI вв. Смоленска и Смоленщины (№ 8, 10), XVI—XVII вв. Москвы и Подмосковья (№ 12—14).50
В известково-цемяпочных растворах № 1, 2 цемянка представлена тонким порошком, не обнаруживаемым невооруженным глазом, и обломками толченого кирпича размерами чаще 3—4, а иногда и 8—15 мм. Кирпич после измельчения, по-видимому, просеивался. В обоих растворах содержится кварцевый песок. В первом он является ничтожной, может быть случайной примесью; во втором его в два раза меньше, чем цемянки и он содержит зерна полевого шпата.
Известково-карбонатные растворы № 3, 5, 6 содержат, наряду с измельченным до тонкости песка известняком и частично мергелем, также кварцевый или кварцево-полевошпатовый песок. Во владимирском растворе № 3 песка в два раза меньше, чем карбонатного заполнителя. В качестве последнего использовались и отходы местного пористого туфовид-ного известняка, получавшиеся при ваянии и каменотесных работах по обильной орнаментовке порталов, наружных и внутренних стен и пилонов собора. Более крупные куски камня использовались как щебень бетона забутовки.
В известково-глинистом растворе № 7 Ивангорода крайне отощениое и мало пластичное доломитизированное вяжущее, способное воспринимать только небольшое количество песка, сочетается с очень тонкодисперсным, содержащим значительное количество железистой глины, довольно пластичным суглинком в качестве заполнителя. Такой подбор пластичного заполнителя к малопластичному вяжущему позволил строителям ввести в раствор наибольшее количество заполнителя. Этот своеобразный раствор резко выделяется среди остальных наименьшим (5.55%) содержанием окиси кальция и наибольшим (79.56%) — нерастворимого остатка.
В известково-песчаных растворах № 8—10, 12—14 использован кварцевый песок, а в растворе № 4 — кварцево-полевошпатовый, содержащий примесь пирита. В растворе № 5 встречаются немногочисленные включения древесного угля (от древесного топлива для обжига извести), а в растворах № 8, 9 — вкрапления толченого древесного угля и следы растительных остатков.
Во владимирском известково-карбонатном растворе № 3 известняк — заполнитель бетона забутовки пилона — и известняк облицовки стен и пилонов имеют одинаковый химический состав и структуру. Различие заключается в том, что куски известнякового щебня пропитались известковым молоком, а в более крупных порах — частично и раствором. Такой щебень, усиленный кристаллическими сростками кальцита — продукта карбонизации гидрата окиси кальция в порах известняка, — приблизительно в два раза прочнее довольно пористого облицовочного известнякового туфа, подвергавшегося в течение почти восьми веков атмосферному воздействию.
Мельчайшие (пылевидные) частицы того же известняка в смеси с известью образовали известково-карбонатное вяжущее. Многочисленные, рассеянные в известковой массе, карбонатные зерна являлись центрами кристаллизации кальцита карбонизировавшейся извести. Это обеспечило, несмотря на пористость раствора, образование в нем очень прочного кристаллического кальцитного сростка и прочное сцепление известково-карбонатного раствора с крупным известняковым заполнителем в бетоне забутовки. По прочности владимирский раствор превосходит остальные растворы первой серии. Во всех растворах ее (№ 1—7) отсутствует свободный гидрат окиси кальция, но сохранились некарбонизированные гидросиликаты (гидроалюминаты) кальция.