Эволюция теоретических представлений о производстве и применении извести в отечественной науке первой половины XIX в. отражена в трудах и университетских курсах технологии ведущих ученых того времени. По И. А. Двигубскому (1807 г.),41 «известку» для связывания кирпичей выжигают из известных и мраморных камней и «известной земли».42 Чем чище исходные материалы, тем известь лучше (старое правило римлян). Небольшая примесь песка или «я^елезной земли» в известняке мало или совсем не ухудшает известь, большое его содержание приводит к «ненужной стекловатости». Известняки, растрескивающиеся в огне, и известковый шпат для жжения .извести не годятся, давая «худой мертель». Пригодны для этой цели также раковины и кораллы.
Предпочтительны для обяшга извести наиболее чистые камни, находящиеся в нижних слоях «гор слоевых» и до обжига выдерживаемые некоторое время на воздухе. Двигубский не знает или не одобряет указания Белидора о преимуществе обжига свежедобытого и еще несколько влажного камня. При отсутствии камня можно обжигать известную землю, предварительно смачивая ее водой и формуя из нее кирпичи, высушиваемые на солнце. Мояшо пережигать и старый мертель. В результате обжига, пишет Двигубский, камни известняка теряют половину своего веса и толщины (по-видимому, объема). В действительности камни, теряя при обжиге почти половину (44%) веса, уменьшаются в объеме только на 9—18%, чаще 13—14% и становятся пористыми, более или менее сохраняя первоначальную форму.
Для кладочного известного раствора в наземных строениях Двигубский рекомендует свежепогашенную мореную известь, хорошо перемешанную в твориле с чистым песком, или при его отсутствии [!] с толченым кирпичом. Как добавки к раствору он называет «жирные вещества» — кровь, сажу. В качестве гидравлических добавок к извести для растворов «водяных строений» Двигубский перечисляет каменноугольную золу, пережженные кости, негашеную живую, едкую известь, рекомендовавшиеся для этой цели в XVIII в. Белидором, Хиггинсом и Лорио. Пуццоланы и цемянки Двигубский здесь не называет.
В. М. Севергин (1821 г.) весьма обстоятельно и более научно описывает углекислую известь.43 Она состоит в основном («наипаче») из известной земли и угольной кислоты, с кислотами вскипает, накаленная паяльной трубкой дает едкую известь острого и жгучего вкуса, чертится железом, имеет уд. вес («тяя^есть») менее 3. К «известковым сросткам» — структурной разновидности углекислой извести — Севергин относит и алебастр. Приводимые им определение, характеристика и область применения алебастра (карбоната кальция) соответствуют принятым в Древнем Египте и расходятся с применяемыми теперь для современного алебастра (сульфата кальция).
Наилучшим материалом для обжига на известь, по Севергину, является белый мрамор, затем следует серый плотный известняк, пригодны также ископаемые и морские раковины. «Вонючий камень» (так называемый вонючий известняк, загрязненный органическими примесями) при обжиге дает хорошую-известь (стр. 258), а известнякг содержащий окись марганца, буреет на воздухе и дает «сухую»,, с особыми свойствами, известь..

«Жженая известь и вода легко соединяются, причем теплотвор, доставлявший капельное состояние воде, освобождается и производит жар» (стр. 172). «Жженая и водою разведенная или угашенная известь имеет сильную едкость и большое сродство к кремнистой земле и к щелочам; и на сем-то самом основывается частое употребление оной в технических искусствах, особливо. . . в приготовлении мертеля и пр.» (стр. 328, 329). «Соединение песка с известью производится помощью воды. По мере того, как вода выпаряется, мертель твердеет; он, можно сказать, хрусталлуется от поглощения угольной кислоты и превращается снова в дикую известь, а от кремнистой земли (песку) в твердую каменную массу» (стр. 410).
Далее в книге рассмотрена известная зависимость качества мертеля от исходных материалов, воды и «рачительности» их смешения, а также указаны разнообразные гидравлические добавки. «Прибавляют также к смеси толченый кирпич, трапп, пуццоланскую землю и изгарину, особенно если смесь должна противустоять воде. Когда смесь приготовляется в малом количестве, то примешивают к ней и связывающие вещества, как-то: кровь, сажу из каминов, молоко, свежий творог, яичный белок и пр.» (стр. 411). Описаны плотные и водостойкие замазки разного назначения из негашеной извести и добавок минерального и органического характера.
Говоря о мертелях, Денисов ограничивается известковыми и пуццола-новыми растворами, по существу правильно объясняя их твердение взаимодействием извести, кремнезема, воды и углекислого газа. Он не упоминает, однако, гидравлических известей и романцементов, цементов Хиггинса и Аспдина, исследований Иона, Вика и даже ученых, отмеченных ранее Севергиным. Непонятно умолчание о цементе Челиева, книгу которого Денисов подписал к печати еще в 1825 г.
В отличие от предыдущих курсов изданная Денисовым книга носит больше технический, чем научный характер. Это, по-видимому, имело свой резон при скудости технической литературы и отчасти объяснимо тем, что издатель этой книги был не только ученым, но и крупным консультантом промышленности. В предисловии к «Общей технологии» Денисов пишет о подготовке им к изданию в непродолжительном времени и «Частной технологии, которая должна в себе заключать подробные теоретические и практические сведения о каждом техническом искусстве в особенности, сообразно с новейшими открытиями». Однако смерть Денисова от холеры в 1830 г. помешала этому.
В 1851 г. профессор С.-Петербургского университета, ученый химик-технолог Павел Антонович Ильенков (1821—1877) издал фундаментальный курс химической технологии, основанный на последних достижениях химической науки и новых представлениях о задачах химической технологии.48 В разделе «Добывание едкой извести» этой книги описаны методы и реакции получения извести — едкой (негашеной) СаО и гашеной в порошок или тесто СаО+НО,49 химические и физические ее свойства, области применения в химических производствах и строительном деле. Изложение в значительной степени соответствует уровню современных нам знаний.
По Ильенкову, в зависимости от использования относительно чистого известняка или загрязненного природными примесями (MgC03, Fe203, Si02, глина, органические остатки), при обжиге образуется жирная или тощая известь. Основания разложившихся при обжиге некальциевых карбонатов он расценивает как балласт извести.

Недостаточный обжиг известняка Ильенков связывает с образованием основного углекислого кальция 2СаО • С02 (т. е. СаС03 • СаО), который не гасится, а «при обливании водой. . . превращается тотчас в твердое соединение СаО • С02-у-СаО • НО». Хотя неправильность такого взгляда и вредность основанной на нем теории Минара, как уяад показано, позднее были установлены Шуляченко, вопрос об основном углекислом кальции не утратил интереса и некоторой спорности и в наше время.
На основании заводской практики и известных опытов Гей-Люссака Ильенков обстоятельно разъясняет полояигтельное влияние на процесс обжига извести водяного пара как образующегося за счет небольшой только влажности известняка, так и вводимого в зону обжига. Его представления об этом и о вредности значительной влажности известняка вполне согласуются с научными представлениями нашего времени.
Результатом взаимодействия негашеной извести с водой и углекислым газом воздуха, как и гашеной извести с углекислым газом, Ильенков правильно считает карбонат и гидрат окиси кальция, обозначавшиеся тогда СаО • С02+СаО • НО. Это соединение — по Ильенкову водный основной углекислый кальций — теперь рассматривается как смесь •СаСОз и Са(ОН)2.
Исходя из разного отношения жирной и тощей извести к гашению и различных, поэтому, областей их строительного использования, Ильенков рекомендует практиковать предварительную оценку сырья для суждения о возможном качестве продукции. Для этого он описывает два метода химического анализа известняка с количественным определением окиси кальция и качественным — отощающих примесей. Один из этих методов подобен общепринятому теперь методу с определением СаО весовым оксалатным способом.
Ильенков подробно рассматривает строительное применение жирной, отощенной или тощей извести «в составе гидравлических и негидравлических цементов [т. е. растворов], служащих для связи кирпича и камней и имеющих свойство твердеть [соответственно] под водой и на воздухе».
Твердение негидравлического цемента, т. е. воздушного известково-песчаного раствора (крайне неудачное определение), по Ильенкову, основано на карбонизации гидрата окиси кальция в водный основной углекислый кальций, постепенно, в течение столетий, переходящий в среднюю соль СаО • С02, т. е. СаС03. Песок не участвует в химических процессах твердения цемента; при растворении отвердевшего цемента в соляной кислоте он остается неизменным, а не выделяется в коллоидном состоянии (Si02 • НО), как это было бы при соединении его с известью. Это последнее, неправильное утверждение Ильенкова могло возникнуть только при изучении молодых растворов.
В остальном он правильно объясняет назначение и влияние качества песка и воды в воздушном растворе, необходимость влажной среды для его твердения, сырость помещений в результате выделения воды карбонизируемым раствором и химическое происхождение солевых налетов на стенах при использовании в растворе воды, содержащей соли. В качестве обычного приведен состав растворов 1 : 2—1 : 3; вполне целесообразно отмечена возможность замены песка измельченным известняком.

Твердение естественной и искусственной гидравлической извести Ильенков правильно объясняет химическим взаимодействием окиси кальция и кремнекислоты глины (2 Л12 О 3-j-3 S i О 2-j-4 И О) с образованием нерастворимых кремнекислых соединений (силикатов). Это он аргументирует связыванием извести из водного раствора слабо прокаленной глиной и водной (аморфной) кремнекислотой, а тагоке растворением окиси, кальция и выделением геля кремнезема при обработке соляной кислотой затворенного и отвердевшего продукта умеренного обжига известково-г л инист ой смеси.
Кристаллический кремнезем (песок, кварц), окислы железа и марганца не связывают извести из раствора, водный глинозем взаимодействует с ней слабо. Водная кремнекислота и раствор кремнекислого натра или калия с гашеной известью также образуют тесто, твердеющее под водой. Продуктом высокотемпературного обжига известково-глинистой смеси Ильенков считает двойную соль кремнекислой извести и кремнекислого-глинозема; фактически образуются силикаты и алюминаты кальция.
Судить о пригодности известняка для обжига естественной гидравлической извести Ильенков рекомендует по твердению прокаленного, измельченного и затворенного материала под водой и по выделению геля кремнезема или глины при растворении известняка соляной кислотой. Он описывает искусственную гидравлическую известь Вика, английский естественный римский цемент 50 и отмечает высокое качество гидравлических известняков Ладожского уезда по берегам Волхова между деревнями Дубовиками и Петропавловой. Он также указывает, что, по исследованиям Бертье, некоторые доломиты (известняки с содержанием MgO* С02), не содержавшие глины, давали после обжига слабо гидравлическую известь, но не разъясняет этого явления.
Действительно, воздушная известь с повышенным содержанием магнезии отличается пониженной гасимостью и слабо выраженной гидравличностью. Твердение доломитовой извести В. Н. Юнг 51 связывает с недостаточно еще изученным взаимодействием окиси магния с не-разложившимся при низкотемпературном в таком случае обжиге углекислым кальцием.
Гидравлические свойства безобжиговых смесей гашеной жирной извести и пуццолан Ильенков справедливо связывает с активной формой, кремнезема силикатов вулканических пород и слабо обожженной глины.. Значительная часть их разлагается соляной кислотой с выделением «студенистой кремневой кислоты».
Основными условиями производства искусственных гидравлических цементов он считает тонкий помол и тщательное смешение компонентов, в пропорции, установленной опытом, с учетом состава лучших естественных гидравлических известей. Эти условия, наряду с определенной температурой обжига сырья, остаются и теперь основой цементного производства. Влажную среду Ильенков правильно считает обязательной для нормального твердения гидравлических цементов. В заключение он приводит химический состав характерных глинистых известняков и гидравлических добавок разных стран для производства гидравлических известей и известково-пуццолановых цементов, а также их компонентный состав.
При сравнительно глубоком и в общем правильном анализе химической сущности производства и применения воздушного и гидравлического известковых растворов, известково-пуццолановых вяжущих и гидравлических известей Ильенков еще не затрагивает их прочностных характеристик. Обнаруживая осведомленность о работах Смитона, Паркера, Вика, Трессара и остальных иностранных исследователей, он не упоминает о Шарлевиле, Челиеве, Роше и других деятелях цементного дела в России. Не говорит он и о портландцементе Аспдина, о котором, впрочем, до 1851 г. не знал даже англичанин Пэсли.
Во втором, «вновь пересмотренном, измененном и значительно дополненном Е. Андреевым» издании курса П. Ильенкова 1861 г. среди искусственных цементов описаны (очень кратко) римский и портландский цементы, приведено объяснение процессов , твердения вяжущих по Фейх-тингеруиК. А. Винклеру (С. A. Winkler), описан гипс или сернокислая известь. Но все вяжущие по-прежнему помещены в разделе, посвященном щелочным землям и их солям, в главе II — «Технология кислот, оснований и солей». В то же время в курсе имеется глава III — «Технология кремнекислых соединений (кремнезем, стекло, керамика)», — куда, конечно, следовало отнести и цементы, представители искусственных силикатов.