Всесторонние исследования строительных растворов, бетонов и вяжущих, использованных в сооружениях различного назначения в прошлые времена, имеют двоякое значение. Прежде всего такие исследования выясняют природу, состав и свойства этих материалов, раскрывают процессы твердения, коррозии и износа их при службе в различных условиях в течение веков и тысячелетий. Дополненные непосредственным наблюдением состояния растворов и бетонов в сооружении in situ, они дают возможность не только выяснять, но и оценивать представления древних строителей о выборе вяжущих и способах их подготовки и использования в растворах и бетонах, предназначенных для службы в различных специфических условиях и областях применения. Они также уточняют способы, время возникновения и этапы развития производства и применения вяжущих в процессе социально-экономического развития общества, устанавливают преемственность технологических приемов и строительных традиций. Они же облегчают реставрацию и сохранение памятников архитектуры.
В то же время подобные исследования имеют, оказывается, наряду с историческим также и современные теоретический и практический аспекты. Само собой разумеется, что исследования длительно твердевших растворов и бетонов прошлого, изготовленных на воздушной и гидравлической извести, известково-пуццолаиовых вяжущих и романцементе, не могут дать непосредственного ответа на вопрос о долговечности сравнительно нового полиминерального вяжущего — портландцемента. Однако они дают представление о возможной долговечности и изменяющихся во времени свойствах автоклавных бесцементных бетонов, производство которых интенсивно развивается в последние годы. Эти исследования также содействуют уточнению теоретических представлений о процессах твердения и коррозии вяжущих вообще и являются предпосылкой для постановки соответствующих специальных исследований. Экспериментальное уточнение теории твердения и коррозии современных вяжущих и цементов, до сих пор не получившей исчерпывающей разработки, в значительной мере базируется как раз на изучении простейших процессов у мономинеральных вяжущих, «свежеизготовленных» исследователями.
Наконец, в ряде случаев изучение древних растворов и бетонов позволяет непосредственно или после лабораторного воспроизведения (реконструкции) и испытания использовать в современной строительной практике надежно проверенный временем опыт прошлого. В этом отношении представляют интерес, например, слоевые субструкции стен монументальных сооружений на слабых грунтах, эластичные растворы для антисейсмического строительства, защитные обмазки цистерн виноделен и рыбозасолочных установок. Не менее интересны непревзойденные по долговечности и водостойкости растворы и бетоны морских и речных гидротехнических сооружений, обмазки стыков гончарных водопроводных труб, изумительные по прочности растворы и бетоны, а по долговечности и воздухоустойчивости — штукатурки наземных строений. Возраст всех этих памятников поучительного опыта прошлого колеблется от нескольких веков до трех и более тысячелетий.
Исследование древних штукатурных и кладочных растворов сделало бы излишним запоздалое повторное открытие в наши дни таких, например, современных прогрессивных приемов, как применение негашеной извести в производстве строительных материалов и строительстве и использование известково-карбонатных вяжущих и растворов, хорошо известных с глубокой древности и незаслуженно забытых к нашему времени.
Таким образом, изучение истории и свойств древних вяжущих, растворов и бетонов имеет непосредственное отношение к важнейшим для современного строительства проблемам долговечности бетонных и железобетонных сооружений и экономии цемента. Поэтому недостаточное изучение и использование опыта прошлого приносит несомненный ущерб современной науке и технике.

Исторические источники, использованные в нашем исследовании, по типам могут быть разделены на три категории.Вещественные (материальные) источники — образцы строительных растворов и бетонов, применявшихся в сооружениях различного' назначения разных народов прошлых времен.
Б. Лингвистические источники — специальные термины, изменявшиеся в языках разных народов в различные эпохи.
B. Письменные (рукописные и печатные) источники — актовый материал и литературные памятники разных стран и времен.
Источники этих трех категорий уточняют и дополняют друг друга. Комплексное критическое изучение их в отдельности и в сопоставлении: дало возможность установить новые данные по истории вяжущих и сделать выводы, имеющие теоретическое и практическое значение для современности. Все использованные источники более или менее подробно (с указанием местонахождения актового материала) описаны в ходе дальнейшего изложения в тексте, подстрочных сносках и списке литературы. Здесь в сжатой, самой общей форме приведем характеристику источников всех трех категорий и некоторые соображения об их значении, и использовании, пояснив это отдельными примерами.
А. Вещественные источники. Для изучения развития вяжущих у различных народов, находившихся на территории СССР, автором собраны и исследованы образцы растворов и бетонов, применявшихся в сооружениях разного назначения от начала их использования (VI в. до н. э.) до возникновения в XIX в. современной промышленности вяжущих веществ, выпускающей паспортизуемую продукцию. На местах при участии археологов и архитекторов были отобраны 220 проб и выяснены условия службы растворов сооружений культового, общественного, оборонительного и производственного назначения многих народов античного и средневекового Северного Причерноморья, Северо-Восточного Причерноморья Кавказа и Западной Грузии III—XVIII вв., Руси— России XI—XIX вв. и Прибалтики XIII—XIX вв. Был изыскан первый русский гидравлический цемент, современный английскому портландцементу Дж. Аспдина и изготовленный в 1825 г. Е. Г. Челиевым.10 Результаты обширного их исследования (предмет особого рассмотрения) кратко изложены и проанализированы во второй и четвертой частях книги.
Для выяснения истории вяжущих на территории зарубежных стран автор использовал опубликованные другими исследователями результаты химического анализа 260 образцов растворов и бетонов (от 2900 г-до н. э. по XIX в. н. э.) из сооружений различного назначения многих народов. Для этого потребовалось прибегнуть к экспериментально-историческим трудам XIX—XX вв., изданным в Германии, Франции, Польше,. Италии, Чехословакии, Румынии, Индии, Египте и нашей стране, а с некоторыми их авторами вступить в переписку.

Сочинения античных авторов — Геродота, Теофраста (Феофраста), Калликсена, Филона Византийского, Агатархида Книдийского, Катона Старшего, Диодора Сицилийского, Страбона, Плиния Старшего, Витру-вия, Сенеки, Фронтина, Диоскорида, Корнелия Тацита, Арриана, Пав-саиия, Афинея, Поллукса, Палладия и др. Эти сочинения V в. до н. э.— IV в. н. э. относятся к философии и литературе, истории и географии, естествознанию, медицине и земледелию, строительному искусству и фортификации. В них можно найти сведения об определении и свойствах, способах производства и применения вяжущих веществ. Витрувий попытался даже дать теоретическое объяснение процессов обжига и твердения извести.
В каждом сочинении автор отражает представления и практику своего или предшествующего времени. У античных (греческих и римских) авторов отсутствуют специальные термины для обозначения штукатурки, раствора, бетона. Их обозначали по исходным, входящим в их состав, компонентам (например, известь и песок), а применявшееся римлянами слово «цемент» имело первоначальное значение необработанного или битого камня.
3. Труды средневековых писателей. Сюда мы относим духовно-философские и церковно-политические труды конца IV—VI вв. Иеронима Стри-донского (Восток), Августина (Аврелия) Гиппопского (Африка), Сидо-ния Аполлинария, Примазиуса (Франция); сочинения научно-энциклопедического и общетехнического характера XIII в. Варфоломея Глэнвил-ского (Англия) и Теофила (Феофила) Тегернзейского (Швейцария); труд начала XVI в. по медицине Яна Черного (Чехия); переводы Витрувия и Корнелия Тацита, выполненные в XVI—начале XVII в. Гуальтером Ривиусом (Базель) и Яковом Мициллусом (Франкфурт), а также некоторые сочинения общестроительного характера, рассматриваемые несколько ниже. Переводы Ривиуса и Мициллуса интересны тем, что излагаемые в них произведения античного времени трактуются с точки зрения технических представлений XVI—начала XVII в.
Во всех перечисленных трудах в соответствии с уровнем знаний IV— XVII вв. описываются 11 свойства обожженной и гашеной извести, способы гашения извести и происходящие при этом явления, даются определения извести и цемента, под которым уже подразумевались строительный раствор и штукатурка.
Первое применение слова «цемент» в этом новом смысле встречается в латинском переводе Библии, сделанном с еврейского подлинника в 386— 405 гг. Иеронимом Стридонским. В Библии (Ветхий Завет), создававшейся на протяжении большого исторического периода до нашей эры,12 содержатся сведения о строительном деле и строительных материалах того времени, в том числе о битуме, глине, извести и растворах. Переводчики Библии отражали в переводах терминологию и практику своих стран и своего времени.
В рассматриваемой группе средневековых источников несколько обособленно стоят сочинения общестроительного характера XV—середины XVIII в. Хотя некоторые из них опубликованы в первой половине XVIII в., по своей сущности они остаются на уровне знаний XVII в. Подлинные научные исследования в области вяжущих и растворов начались только во второй половине XVIII в.
В трудах XV и XVI вв. Л. Б. Альберти и А. Палладио (Италия) по архитектуре, охватывавших различные области строительного дела и строительные материалы, описан по данным римской практики бетон. Довольно скудные сведения об извести, гидравлических добавках и строительных растворах содержатся в руководствах по строительному делу Ф. Делори (XVI в., Франция), Л. Френшпергера (1564 г.) и И. Фур-тенбаха (1628 г., Германия), Гере (1705 г., Голландия), в Архитектурном словаре А. С. Давиле (1710 г., Франция) и Экономическом словаре Цинкена (1753 г., Германия). Производство извести и других материалов и использование их в горнопромышленном строительстве России в первой половине XVIII в. кратко охарактеризовал В. де Геннин в рукописном описании Уральских и Сибирских заводов (1735 г.).

Сочинения путешественников содержат сведения о состоянии строительной техники и производства строительных материалов в посещавшихся авторами странах. Будучи очень многочисленными, такие сочинения связаны с разнообразными целями путешествий и иногда иллюстрированы рисунками и чертежами. Остановимся на некоторых использованных нами сочинениях X—XVIII вв.
Еврейский путешественник из Аравии Ибрагим ибн Якуб (965 г.) писал о поразившей его Праге X в., выстроенной из камня и извести. В ряде сочинений сообщается о строительстве и строительных материалах в Москве XVII в.: член голштинского посольства А. Олеарий (1634— 1639 гг.) описал сущность организации строительного дела, антиохий-ский архидиакон Павел Алеппский (1655 г.) — качество и способы применения извести, раствора и бетона, а член шведского посольства И. Ф. Кильбургер (1674 г.) — качество и цены извести.
Более систематические сведения об организации производства строительных материалов и строительного дела в Московском государстве того времени приводит Г. К. Котошихин (подьячий Посольского приказа,изменивший родине и бежавший за границу) в своем сочинении, написанном в Стокгольме по требованию шведских властей (1666—1667 гг.).
В сочинении путешественника-ориенталиста К. Нибура (1761 г.) и материалах французских ученых, участников военной экспедиции Наполеона в Египет (1798 г.) подробно описаны оборудование и процессы обжига и помола гипса и извести в этой стране.
5. Эпистолярные источники, представившие для нас интерес (частично неопубликованные и используемые нами впервые), относятся к XVIII—первой половине XIX в. Среди них письма Петра I коменданту Москвы М. П. Гагарину (1710 г.) и кабинет-секретаря А. В. Макарова торговому комиссару в Амстердаме О. А. Соловьеву (1717 г.) о присылке оттуда в Петербург образцов семента (т. е. гидравлической добавки), письмо петербургского генерал-полицеймейстера А. М. Девиера А. Д. Мен-шикову (1722 г.) о доставке в Петербург извести. Зодчий В. И. Баженов в письмах государственному деятелю П. В. Завадовскому (1776 г.) писал об особенностях применения извести с сементом при строительстве Царицынского дворца.
Профессор Института путей сообщения А. Рокур де Шарлевиль в письме к академику П. Н. Фусу (1827 г.) критиковал тогдашнюю науку составления растворов и предлагал меры к усовершенствованию ее. В письме Николаю I, быв. генерал-инспектору по Инженерной части, (1839 г.) создатель научных основ цементного производства, французский ученый и инженер Л. Ж. Вика изложил философию своих исследований и высоко оценил роль русских инженеров во внедрении их в практику.
К эпистолярным источникам примыкают дарственные надписи авторов и пометы их современников на книгах, иногда имеющие значение источника (книги русского изобретателя искусственного цемента Е. Челиева, Шарлевиля).
6. Литературные произведения и мемуары, авторы которых излагают современные им события и представления, могут быть источниками сведений о производстве и применении вяжущих. Так, например, в сочинении «Roman de la Rose» (1237 г.) говорится о затворении известкового раствора (для увеличения прочности) на уксусе. Участник вторжения англо-американских войск на европейский континент во время второй мировой войны Ральф Ингерсолл в книге «Совершенно секретно» (1947 г.) образно описывает прочность мощной каменной кладки на известных нам вяжущих в средневековых и современных укреплениях Меца (Франция), обнаруживавшуюся при авиаобстрелах.

Актовые, законодательные, статистические и другие документальные источники XVII и особенно XVIII—первой половины XIX в. относительно полно освещают отечественную практику производства и применения вяжущих веществ, которая только попутно отражалась в летописях XIV—XVI вв. и сочинениях путешественников XVII в. Развитие этой практики наиболее исчерпывающе прослеживается на опыте основных центров каменного строительства — Москвы и Петербурга.
1. Актовые источники. Сведения об организации, способах и масштабах производства извести, стоимости продукции и о людях, участвовавших в производстве извести для снабжения ею Москвы и крупнейших государственных строек в других городах, имеются в правительственных и частных актовых материалах Московского государства XVII в. Из государственных актов представляют интерес материалы приказов — Каменного, Разрядного (переписные и строельные книги городов, столбцы), Поместного (писцовые книги), Большого дворца, Тайного и других приказов, архивы провинциальных учреждений, грамоты царей и т. д. Из частных актов наиболее интересны для нас монастырские архивы.14
Несравненно полнее и разнообразнее материалы о строительстве,, производстве и использовании воздушной и гидравлической извести, гипса, отечественного и заграничного семента (т. е. гидравлической добавки) в Петербурге и Москве XVIII в. представлены в актово-докумен-тальных источниках этого времени. Сюда относятся архивные фонды Сената, П. В. Завадовского, материалы нового Каменного приказа и другие источники, находящиеся в Москве.15 В Ленинграде сосредоточены относящиеся к указанным вопросам фонды Сената (именные указы и высочайшие повеления), Синода (Александро-Невская лавра) и Министерства имп. двора (высочайшие повеления, Кабинет е. и. в., Контора от строений е. и. в. домов и садов и предшествовавшие ей учреждения, Гоф-интендантская контора, Царскосельское дворцовое управление и другие учреждения Удельного ведомства, Конторы и Канцелярии членов имп. фамилии).16 В Ленинграде находятся также фонды Главного инженерного управления и Конторы по строению канала Петра I, гаваней и зданий в Кронштадте,17 а также документы Канцелярии главной артиллерии и фортификации.18
Наиболее полные сведения по интересующим нас вопросам находятся в актово-документальных источниках первой половины XIX в. Это прежде всего относится к фондам учреждений Министерства путей сообщения (с 1809 г. Главного управления путей сообщения (ГУПС), а с 1833 по 1865 гг. Главного управления путей сообщения и публичных зданий (ГУПС и ПЗ)), Министерства финансов (Общая канцелярия министра и Департамент мануфактур и внутренней торговли) и к некоторым фондам частного происхождения.19
В архиве Главного управления путей сообщения и публичных зданий особенно интересны фонды Департамента путей сообщения (изыскания, проектирование и строительство) и Департамента искусственных дел (техническая часть строительства). В первом фонде отражены производство и применение естественных и искусственных гидравлических из-вестей, изготовление и использование растворов и бетонов, освещена деятельность Е. Челиева, последователя Вика в России — А. Рокура де Шарлевшгя и выдающихся инженеров путей сообщения. Из материалов второго фонда — Департамента искусственных дел — выясняется, что в России тогда систематически проводились работы по изысканию и изучению строительных материалов страны, а также велись обстоятельные производственные опыты с английскими и русскими цементами, предшествовавшие их практическому внедрению. Материалы фонда Северной дирекции СПб.—Московской железной дороги иллюстрируют раннее применение в России цемента.
В фондах Министерства финансов имеются сведения о состоянии и развитии производства гипса, извести, цемента. Особенный интерес представляют не использовавшиеся ранее данные о заводском производстве естественного романцемента в Петербурге начиная уже с 1839 г. (ранее начальной датой считался 1848 г.). В личном фонде члена Мануфактурного совета В. А. Всеволожского хранятся ценные сведения об усовершенствованном изготовлении цемента (т. е. гидравлического раствора), предложенном инженером И. Пуадебардом.20
Вклад военных инженеров в развитие производства и использования воздушной и гидравлической извести, растворов, бетонов и практические испытания английского портландцемента выясняется из материалов фонда Департамента военных поселений Военного министерства.21
Чрезвычайно скудные до сих пор сведения о деятельности Челиева и Шарлевиля, имевшей весьма существенное значение для развития цементного производства, пополняются не только материалами Главного управления путей сообщения и публичных зданий. Их значительно дополняют также документы Комиссии для строений в Москве,22 Саратовского дворянского депутатского собрания 23 (о Челиеве) и Конференции Петербургской Академии наук 24 (о Шарлевиле).

Инструктивно-нормативные руководства по строительству являются ценным источником сведений о свойствах и производстве известковых и гипсовых вяжущих, гидравлических добавок, растворов, бетонов и о применении их в крепостном, гражданском и гидротехническом строительстве в России в XVIII—первой половине XIX в. Первое из них — рукописный трактат-кодекс «Должность Архитектурной Экспедиции», разработанный виднейшими архитекторами в 1737—1740 гг. В этом трактате использованы классические труды прошлого и критически обобщен строительный опыт петровского времени. Трактат сочетал в себе элементы теории, практики и законодательства архитектурно-строительного дела и производства строительных материалов.
Основанные на идеях и сведениях, изложенных в трактате, Урочные реестры и положения на различные строительные работы 1811, 1818, 1832, 1843, 1869 гг., Правила по производству шоссейных и мостовых работ 1825, 1833, 1840-х гг. и другие общие и частные руководства обобщали опыт своего времени и служили ценным пособием для строителей-технологов. Составлявшиеся лучшими инженерными силами военного, путейского и других ведомств, эти руководства имели общегосударственное значение и отражали фактическое состояние строительного производства в России.
Первый из Урочных реестров (1811 г.) вполне соответствовал уровню развития науки и техники передовых стран того времени. Нося в значительной степени описательный характер, он (подобно Должности Архитектурной Экспедиции) побуждал строителя-технолога к творческим исследованиям для совершенствования практики. Однако отчасти в связи с начинавшейся специализацией и разделением строительства и технологии, развитием цензовой промышленности строительных материалов, уже в Реестре 1818 г. наметилось, а в дальнейшем усиливалось отставание строительных руководств от науки. Последующие Урочные положения 1832, 1843 гг. (так же как и 1869, 1914 гг.) носили чисто инструктивный и: нормативный характер.
3. Курсы технологии. В этих фундаментальных трудах конца XVIII— первой половины XIX в. значительное место отведено гипсовым и известковым вяжущим, гидравлическим добавкам и растворам. Авторы курсов — выдающиеся технологи своего времени — излагали в них теоретические представления о химических процессах образования и твердения вяжущих, описывали технологические процессы и производственное оборудование. Но все же они несколько отставали в отношении освещения последних достижений науки и техники от авторов научных книг и журнальных статей. Сопоставление курсов технологии раскрывает эволюцию теории и практики предмета за 50 лет.
К таким трудам относятся, например, общие курсы технологии И. Бек-мана [27], И. Г. М. Поппе [309, 310] в Германии, Труды Фуркруа [416],
A. Броньяра [58] во Франции, Технологический словарь Жобера [163] и Химический словарь Ш. Л. Каде [122] во Франции, Курс Химической технологии И. Ф. Гмелина [117] в Германии. В России основными были университетские курсы химической технологии И. А. Двигубского [131],
B. М. Севергина [349], Ф. А. Денисова [309], П. А. Ильенкова [184]. В русских курсах широко освещалось содержание иностранных трудов, а первые три из перечисленных русских авторов построили свои курсы в значительной степени на иностранном опыте. Сочинения Гмелина, Каде и Поппе были переведены и изданы в России.

Сколько-нибудь исчерпывающего труда по истории цемента и предшествовавших ему вяжущих веществ, как уже отмечено ранее, в мировой литературе не имеется. Однако эта тема занимает довольно большое место в специальных (полностью или частично посвященных ей) трудах и в исторических сочинениях общего (т. е. не специального с точки зрения нашего предмета) характера, где она затрагивается косвенно, имея вспомогательное значение. При этом трактовка темы весьма разнообразна как по форме (объем и характер изложения), так и по существу (хронологические и географические рамки исследования; рассмотрение предмета в целом или в отдельных аспектах; целевая установка и т. д.). Исходя из этого, опубликованные работы по истории вяжущих и цемента^ для общего обзора и оценки их, можно разделить на несколько групп.31
A. Специальные обобщающие труды по общей (в разных странах) истории вяжущих и цемента в виде отдельных книг и больших статей.
Б. Специальные обобщающие обзоры по тому же предмету в учебных курсах и монографиях по химии и технологии вяясущих, цементов и строительных материалов. Иногда эти обзоры дополняются частными историческими обзорами по отдельным вопросам, помещаемыми в соответствующих главах курса, книги.
B. Специальные частные труды в виде книг и статей по истории вяжущих и цемента (полностью или в отдельных аспектах) в какой-либо стране. Иногда для сопоставления в этих трудах излагаются также факты, имевшие место и в других странах.Сочинения общего характера по истории человеческого общества, истории отдельных стран, городов и учреждений, истории культуры и искусства, архитектуры и строительства, истории химии, технологии и других отраслей науки и техники.
Для характеристики каждой из этих групп остановимся на наиболее значительных работах, не пытаясь дать критический разбор всей литературы предмета.
А. Специальные обобщающие труды. Наиболее фундаментальными из таких трудов являются книги Ф. Квитмайера (1912 г.) «К истории изобретения портландцемента» [200] в Германии, А. Дэвиса (1924 г.) «Сто лет портландцемента. 1824—1924» [156] в Англии и большая статья Д. О. Дрэфина (1943 г.) «Краткая история извести, цемента, бетона и железобетона» [155] в США. В них описываются вкратце возникновение и развитие вяжущих в древнем мире и более подробно — в странах Западной Европы в средние века и новое время.
К большим статьям обобщающего характера относятся также работы Ф. Феррари (1954 г.) «Гидравлические вяжущие. Исторический очерк» [405] в Италии, Дж. Уотсона (1939 г.) «Происхояедение цементов» [390] в Англии, А. Ломматча (1955 г.) «Важнейшие достижения исследований цемента от их возникновения до нового времени» [237] в ГДР, P. X. Бога (1926—1927 гг.) «Строение портландцементного клинкера» [53] и К. Дж. Мердингера (1956 г.) «Строительные материалы на протяжении веков» [263] в США, а также сжатый хронологический обзор И. Д. Запорожца и В. В. Кинда (1937 г.) «Основные даты истории развития способов получения и применения гидравлических вяжущих веществ (цементов)» [166].
Книги Квитмайера, Дэвиса и статья Дрэфина являются основными работами, которые в комплексе дают представление об общем развитии производства и применения вяжущих от древнейших времен до современности. Однако в этих работах — в первых двух в связи с основным объектом исследования (открытие и развитие портландцемента), а в третьей за ограниченностью места — совершенно недостаточно изложены возникновение и развитие вяясущих в древнем мире. Вне всякой преемственности с этим исходным этапом внимание авторов сосредоточено на развитии вяжущих в Западной Европе в средневековье и новое время. Наряду с развитием идей, здесь освещены вопросы производства, испытания, стандартизации вяжущих в ряде стран, но с более углубленной разработкой практики Англии и США у Дэвиса и Дрэфина.
Существенным дополнением к этим работам служат упомянутые выше статьи Феррари, Уотсона, И. Д. Запорожца и В. В. Кинда по общей истории вяжущих, Мердингера по отдельным ее деталям, Ломматча и Бога по развитию химии цемента.

Специальные обобщающие обзоры, как и отдельные исторические материалы, находятся в многочисленных курсах химии и технологии вяжущих, цементов и строительных материалов. Среди них книги Г. Р. Редгрэйва и Ч. Спекмана (1924 г.) «Известковые цементы: их природа, производство и использование» [322], А. Дэвиса (1934 г.) «Портландцемент» [157], Ф. М. Ли и Ц. X. Деша (1935 г.) «Химия цемента и бетона» [234] и Ф. М. Ли (1956 г.) «Химия цемента и бетона» [235] в Англии, Д. Б. Батлера (1913 г.) «Портландцемент, его производство, испытания и использование» [18], Э. Экеля (1928 г.) «Цементы, извести и гипсы. Их материалы, производство и свойства» [456], Р. Мида (1926 г.) «Портландцемент» [267], Дж. Уитта (1947 г.) «Технология портландцемента» [387] и P. X. Бога (1955 г.) «Химия портландцемента» в США, Р. Барта (1961 г.) «Химия и технология цемента» [16] в Чехословакии.
Сюда же относятся докторская диссертация В. Михаэлиса (1867 г.) «О портландцементе» [271] и его труд (1869 г.) «Гидравлические растворы, в частности портландцемент в химико-техническом отношении для фабрикантов, строительных техников, инженеров и химиков» [272], сочинения Г. Фейхтингера (1885 г.) «Химическая технология строительных вяжущих веществ» [403] и К. Шоха (1928 г.) «Строительные вяжущие вещества: цемент, известь, гипс» [443] в Германии, Э. Л. Кандло (1891 г.) «Цементы и гидравлические извести» [195] и Р. Фере (1902 г.) «Технология строительных вяжущих материалов» [404] во Франции.
В нашей стране отметим книги И. Езиоранского и Д. Заботкина (1864 г.) «Известковые растворы» [159], А. Р. Шуляченко (1875—1895 гг.) «Технология строительных материалов» [452, 453], Н. Н. Любавина (1899 г.) «Техническая химия» [248], К. Г. Дементьева (1905 г.) «Научные основы техники строительных цементов» [137] и (1912 г.) «Технология строительных материалов» [138], В. В. Эвальда (1933 г.) «Строительные материалы, их приготовление, свойства и испытания» [455], В. А. Кинда и С. Д. Окорокова (1934 г.) «Строительные материалы» [203], В. Н. Юнга (1938 г.) «Введение в технологию цемента» [460] и его же (1951 г.) «Основы технологии вяжущих веществ» [462].
Исторические обзоры и материалы в перечисленных курсах и книгах весьма значительны, разносторонни по тематической направленности, разнообразны по подходу, глубине проработки и масштабу изложения. Так, у Мида после чрезвычайно краткого сообщения о вяжущих от древнейших времен до середины XVIII в. рассмотрено развитие роман- и портландцементного производства в Англии и США. Работы Редгрэйва и Спекмана, Михаэлиса (эти две работы наиболее содержательны), Шоха, Фере выделяются обилием фактических деталей, излагаемых в ряде глав на фоне развития вяжущих и цементов в целом и по отдельным странам. Для Дэвиса, Ли и Деша, Ли характерны общие содержательные обзоры истории вяжущих и цементов. Кроме того, в некоторых главах книги Дэвиса имеются исторические справки по отдельным вопросам химии и технологии цемента. Уитт и Бог дают предельно сжатые и четкие очерки развития предмета по видам вяжущих (Уитт) и по отдельным их исследователям (Бог) с обзорами промышленного развития в США (у Бога и с итогами его по странам мира).
По словам Уитта [387, стр. 23—24], он интересовался астрономией и в частности вопросом о существовании цемента и бетона на Марсе. Некоторые материалы по этому поводу им использованы в книге «Химия и цементная промышленность» [386], написанной для фирмы Universal Atlas Cement Company. В 1945 г. к этому вопросу вернулся Е. Дж. Хэдли в книге «Чудесный порошок» [425], посвященной истории той же фирмы и в известной мере — цементной промышленности вообще. В ней есть специальная глава «Каналы Марса». По-видимому, этот вопрос еще не раз будет возникать в связи с астронавтикой и проблемой внеземных цивилизаций.

С древнейших времен и поныне огромное значение в жизни человечества имеют материалы, которые служат для связывания между собой камней, кирпичей или отдельных конструктивных элементов жилых домов, инженерных 33 и архитектурных сооружений, для штукатурки, отделки и гидроизоляции их. Из них же изготовляют искусственные строительные материалы (для стен, кровель, полов) и изделия. Наконец, их используют для производства строительных растворов и бетонов для возведения бетонных и железобетонных зданий и сооружений — непосредственно или путем сборки предварительно изготовляемых их элементов.
Для всех этих целей применяют минеральные строительные вяжущие или цементирующие вещества (цементы), которые, будучи в порошкообразном состоянии затворены (замешаны) водой, образуют пластичное, легко обрабатываемое тесто, со временем высыхающее и затвердевающее в прочную камневидную массу. В зависимости от способности затвердевшего теста длительно сохранять достигнутую прочность только на воздухе или же и под водой, различают воздушные и гидравлические (водостойкие) вяжущие, соответственно чему и применяют их.
К воздушным вяжущим относятся глина, гипс, воздушная известь, к гидравлическим — известково-пуццолановая смесь, гидравлическая известь, романцемент и портландцемент (здесь перечислены лишь основные представители вяжущих). Тощая воздушная известь, содержащая некоторое количество природных глинистых примесей, по степени гидра-вличности занимает промежуточное положение между жирной (чистой) воздушной известью и гидравлической известью, выжигаемой из глинистых известняков или мергелей.
Вяжущее тесто, смешанное с песком, образует строительный раствор, а смесь раствора с гравием или щебнем — бетон. Песок, гравий, щебень являются при этом так называемыми инертными заполнителями. Пуц-цоланические или гидравлические добавки придают воздушному вяжущему способность твердения под водой и являются активными заполнителями. К ним относятся естественные добавки осадочного и вулканического происхождения и искусственные добавки — обожженная глина, отходы гончарного производства, бой кирпича, золы и шлаки. Имеются также активные добавки, которые не придают растворам гидравлических свойств,, но интенсифицируют их твердение. Таковы, например, карбонатные добавки или заполнители.
Первым воздушным вяя^ущим веществом и одним из основных строительных материалов была глина. Это естественное вяжущее не требует предварительной термической обработки, помола и нуждается лишь в разминании и увлажнении; поэтому оно очень просто в использовании. Применение глины уже в глубокой древности нашло отражение в сказании о создании элефантинским богом Хнумом из глины на гончарном: круге первых людей (Египет), в предании о том, что божественный Прометей вылепил людей из глины (Древняя Греция). Этот мотив от древних вавилонян перешел в Библию древних евреев и затем христиан (человек: создан из «праха земного»).
Для предотвращения усадки и растрескивания при высыхании теста из чистой (жирной) глины первобытный человек отощал ее песком, получая строительный раствор, или же использовал запесоченную (тощую) глину. Для увеличения прочности построек он вводил в тщательно обработанное глиняное тесто или раствор траву, рубленую солому, волос и другие волокнистые вещества, применяя своеобразное армирование пластичной массы.
С развитием строительства и применением огня возникло изготовление-искусственных вяжущих веществ с термической обработкой сырья. Простейшие очаги древние люди складывали из камней на глиняном растворе. Наблюдение за превращением в них под действием огня глиняного раствора в прочный гончарный черепок постепенно привело человека к изготовлению керамической посуды и кирпича. Импровизированный очаг, представлявший собой заглубление, выложенное камнями известняка или гипса, явился предметом дальнейших наблюдений человека. Случайно-попадавшийся между камнями порошок известняка или гипса под действием огня подвергался декарбонизации или дегидратации (обжигался). Первый же дождь превращал обожженный порошок в тестообразную массу, которая, высыхая, прочно связывала прилегающие камни в монолитную кладку.
Таким же превращениям со стороны обжигавшейся поверхности подвергался известняк или гипс примитивного очага, сложенного из обломков камня, которыми окружали огонь костра, и более совершенного очага, складывавшегося из камня на глиняном растворе. Наблюдая повторявшийся в течение годов и столетий процесс, человек делал практические выводы. Домашний очаг постепенно стал печью для обжига известняка и гипсового камня при изготовлении искусственных воздушных вяжущих веществ — извести и гипса, которые применялись при устройстве оград,, оборонительных стен и жилищ.
Выкапывая в земле воронку и заполняя ее частично, у стен, известняком или гипсом, а затем забрасывая в оставшуюся в середине шахту древесное топливо, человек постепенно создал простейшую воронкообразную печь для обжига извести и гипса. Производству и применению этих вяжущих предшествовало изготовление гончарных изделий и кирпича.

Смешение извести и портландцемента с различными естественными гидравлическими добавками явилось основой производства разнообразных современных известково-пуццолановых цементов и пуццолановых порт-ландцементов, особенно пригодных для гидротехнических и морских сооружений. Еще более эффективными оказались цементы: известково-шлаковый, различные шлаковые и шлако-портландцемент.
Для специальных целей, наряду с обычным, выпускаются, например, быстротвердеющий, пластифицированный, сульфатостойкий и гидрофобный портландцементы; тампонажный, дорожный, песчанистый, декоративные (белый и цветной) портландцементы; глиноземистый и ангидрито-глиноземистый, кладочный, кислотоупорный цементы. Наряду с цементом сохраняют определенное значение и его предшественники — гипс и строительная известь. Выпуск этих трех видов вяжущих в нашей стране, например, составил: в 1913 г. цемента 68.5, гипса 9 и извести 22.5%, в 1961 г. соответственно 78.6, 6.9 и 14.5%, а на 1965 г. намечен: 76, 8.8 и 15.2%.
Прогресс в развитии вяжущих веществ на протяжении тысячелетий привел к переходу от тяжелых, массивных каменных инженерных сооружений к легким, изящным конструкциям из искусственного камня — бетона. В седой древности устойчивость сооружений обеспечивалась огромным весом каменной массы. В начале нашей эры и вторично в новое время фактором устойчивости сооружений стало применение цемента — материала для связывания камней, кирпича и изготовления бетона.Древние сооружения превосходно выполняли предназначенные им функции, были прочны, долговечны, красивы. Будут ли современные сооружения более прочными и долговечными — покажет время. Однако несомненно, что прогресс в области строительной техники, включая производство строительных материалов, освободил колоссальное количество человеческого труда и чрезвычайно сократил сроки строительства. Поэтому он явился одной из предпосылок не только индустриального, но и социального прогресса.