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.

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.

Производство цемента в настоящее время является одним из разделов химической технологии силикатов и основано на физико-химических процессах превращения исходных сырьевых компонентов, взаимодействующих во время обжига, в цемент. Твердение цемента и служба его в строительных сооружениях основаны на физико-химических процессах взаимодействия цемента с водой (и другими компонентами раствора или бетона) с последующей коллоидацией, кристаллизацией и уплотнением продуктов этого взаимодействия. Исследования выдающихся химиков и технологов А. Ле Шателье, А. Ляфюма, В. Михаэлиса, Г. Кюля, Р. Бога, А. Р. Шуляченко, А. А. Байкова, П. П. Будникова, В. Н. Юнга, П. А. Ре-биндера и многих других ученых разных стран создали научную основу современного цементного производства, но еще не раскрыли полностью сложных процессов химии образования, твердения и коррозии цемента. Сказанное определяет связи развития химии и технологии цемента с развитием химии и химической технологии вообще.
До возникновения современной цементной (гипсовой, известковой) промышленности производство вяжущих веществ — предшественников теперешнего цемента, равно как и приготовление из них штукатурных и кладочных строительных растворов и бетонов, обычно являлось первоначальным этапом строительного производства. Химиками и технологами-практиками по вяжущим и раннему цементу были строители, которые являлись и потребителями этого продукта. Поэтому история вяжущих веществ до XIX в. по существу является историей строительных растворов.
Позднее производство цемента и других вяжущих стало задачей технологов-силикатчиков, а за строителями остались лишь изготовление и использование растворов и бетонов на строительных площадках. В последнее время сильно развивается заводское производство товарных растворов, бетонов, сборных бетонных и железобетонных конструкций, возглавляемое технологами-бетонщиками. Функция же строителей все больше ограничивается применением готовых растворов, бетонов и монтажом бетонных и железобетонных элементов, поставляемых на строительную площадку. Однако тесная связь цементного и строительного производства не только сохраняется, но с развитием обеих отраслей увеличивается.
Использование в цементном производстве методов и средств массовой механической обработки (дробления и помола) минерального сырья и полупродукта производства — клинкера определяет значительную зависимость развития цементного производства от прогресса машиностроения. Наряду с этим возрастающая потребность цементного производства в сложном, мощном оборудовании (трубчатые мельницы размерами до 3.6x15 и 4.2x14.8 м, вращающиеся печи величиной до 5x185 и 5.2/5.6 X Х178 м) в какой-то мере стимулирует развитие тяжелого машиностроения.
Заимствуя у других отраслей промышленности оборудование для горных работ, транспортирования материалов, дробления и помола, обеспыливания, производства и передачи энергии, развивающаяся цементная промышленность, в свою очередь, предоставляет им собственный опыт в области приготовления и транспортирования пылевидного топлива, обжига сырья ит. д.
Производство цемента является в конечном счете одним из значительных звеньев тяжелой промышленности, оказывающим существенное влияние на развитие остальных ее отраслей, а сам цемент, наряду с углем и металлом, относится к важнейшим факторам индустриального развития общества и роста его материальной культуры. Эта функция цемента и его предшественников во все увеличивающейся степени проявляется на всех этапах исторического развития. Цемент позволил осуществить и сохранить величайшие сооружения древности, обеспечил строительство навигационных каналов и мостов в эпоху промышленного переворота, а в дальнейшем — быстрое развитие шоссейного и железнодорожного транспорта, машиностроения и промышленного строительства.
В периоды, образно характеризуемые как век металла, пара, электричества, цемент сыграл большую роль в строительстве металлургических предприятий, теплосиловых установок, тепловых и гидравлических электростанций. А в эпоху использования энергии атома надежная биологическая защита от радиоактивных излучений стационарных ядерных реакторов и ускорителей (обязательное условие их эксплуатации) немыслима без использования цементного бетона. Важнейшими предпосылками для радикального развития производства и применения цемента явились создание во второй половине XIX в. современного портландцемента и использование его совместно с железом в универсальном строительном материале — железобетоне.

Глина — тонкообломочная, дисперсная, пластическая горная порода — продукт выветривания изверженных и метаморфических горных пород, богатых полевыми шпатами. Основным минералом ее является каолинит А1203 • 2Si02 ' 2Н20 с расчетным количеством 39.5% глинозема, 46.5% кремнезема и 14% химически связанной воды и колеблющимся содержанием примесей, обусловливающих характер глины, и механически связанной воды, придающей глине пластичность.
В отличие от остальных горных пород, глина при высушивании теряет гигроскопическую воду и связанную с ней пластичность, а при затворе-нии водой впитывает ее и образует легко формующуюся пластичную массу. Последняя при высыхании на воздухе (но не под водой) отвердевает и приобретает значительную прочность. Так, например, при испытании девяти разновидностей глины на Филиппинах, прочность на растяжение после высушивания в течение нескольких суток трех разновидностей составила 21, а одной даже 31 кг/см2. Прочность на сжатие самана — сырцового кирпича из глины, песка и соломы, высушенного на воздухе — обычно не менее 20 кг/см2.
При обжиге глина теряет не только гигроскопическую, но и конституционную воду и превращается в твердое камневидное тело, уже не впитывающее воду и не восстанавливающее пластичность. Прочность обожженного глиняного кирпича на сжатие обычно составляет, например, 75— 150 кг/см2. И высушенная и обожженная глина сохраняет форму, приданную ей в исходном пластичном состоянии.
В противоположность более поздним вяжущим (гипсу, извести, цементу), глина как вещество с вяжущими свойствами первоначально использовалась в виде битой массы и сырца — своеобразного мелкозернистого бетона и только позднее — в качестве раствора для связывания камня и обожженного кирпича. Поэтому раннюю историю вяжущих приходится изучать для глины — на глинобитных конструкциях и сырце, а для извести — на растворах прошлого.
Прогресс в строительном использовании глины и переход от примитивного раннего глиняного вяжущего к более совершенным вяжущим — гипсу и извести, в связи с эволюцией стеновых материалов, особенно наглядны на опыте Древнего Египта.

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.

Процессы и оборудование производства извести тоже нашли отражение в трудах русских технологов. Двигубский описывает обжиг извести в послойных кучах из камня и дров, ямах с дровяными топками и печах «различной фигуры» («кеглеобразные, эллиптические») из кирпича и глины (стр. 83). Он указывает возможность одновременного обжига извести с кирпичом в кирпичеобжигательных печах, складываемых из кирпича со сводами и продушинами (стр. 95). Описывая печи периодического действия, он упоминает и о непрерывно действующих устройствах; В качестве топлива для обжига извести, наряду с дровами и торфом, названо и «каменное уголье, особливо такое, которое дает больше золы, нежели изгарков [т. е. спекшихся кусков шлака] и не имеет колчеданов, от которых известь превращается в гипс по причине, содержащейся в них серной кислоты» (стр. 83, 84).
Признаком окончания обжига, «когда камни совершенно перегорят», считаются блестящая белизна камней и появление на них быстро возникающих и исчезающих светлых искр, подобных электрическим. Обожженные камни разбивают на толчеях или мелят на специальных я^ерновых мельницах (стр. 84).
Севергин описал конструкции и процесс работы постоянных кирпичных известеобжигательных печей — эллиптической длиннопламенной (дрова, торф) периодического действия 52 и конической пересыпной (каменный уголь) непрерывного действия. В качестве более эффективных устройств упомянуты печи Стэнгоупа типа фаянсообжигательной с подогревом воздуха для горения и Румфорда с обратным пламенем из выносной топки непрерывного действия (стр. 248—251).
Он охарактеризовал также месторождения и способы разработки, свойства, методы подготовки и области применения разновидностей углекислой извести. В Петербург жженую известь серого цвета, «не совсем угашенную на воздухе», доставляли баржами с тридцати с лишком «из-вестнообжигаленных» заводов, использовавших камень разных «известно-каменных ломней» вблизи столицы (стр. 242, 243).
Описание Денисовым (Поппе) производственных процессов и оборудования включает обжиг, дробление, помол и просеивание материалов. Предусмотрено «жжение» известняка (также мела, мрамора, раковин) на известь и жжение гипса в кострах, ямах и кирпичных, обмурованных снаружи, конических печах периодического и непрерывного действия (стр. 328—330). «Для толчения жженых известняков, гипса. . . для разбивания обожженных голышей. . . черепков. . . употребляют песты ручные или машинодействующие, приводимые в движение от мельницы. . . Толчейное корыто, в котором действуют песты. . . с двумя или тремя отделениями. В каждом. . . работают от трех до пяти пестов, из коих вес каждого [бревно] с железною оковкою от 70 до 115 фунтов [29—47 кг], даже простирается до 170—225 фунтов [74—92 кг]» (стр. 74—76).
Для сухого и мокрого помола описаны «гипсовые, известковые, цементные [помол добавок] мелющие или истирающие мельницы» с жерновами. Приводятся они водяным колесом, ветряными крыльями или ходовым колесом, вращаемым людьми или животными. Используется зубчатая передача (стр. 62—66). Толчейные, жерновые мельницы и «снаряды для перебрасывания туда и сюда» (вращающиеся эксцентрично бочки и ящики) используются для «смешивания и перемешивания различных веществ. . . в однородную массу. . . Мутовками или вертящимися валами, которые обсажены захватами, перемешивается в большом количестве глина и песок для кирпичей, также известь и песок для мертеля. Сии снаряды называются глиняными и мертельными мельницами» (стр. 376—380).
Для разделения материалов по величине предусмотрены проволочные и штампованные сита и решета или грохоты: наклонные неподвижные, сотрясательные «взад и вперед» и «обращаемые кругом», т. е. вращающиеся. «Машинодействующие решета и сита приводятся в движение мельницей или вообще механизмом, состоящим из колес и рычагов». Уделено внимание защите работающих на помоле и просеивании извести, гипса и других материалов от пылевыделения. Рекомендуются работа в масках, мокрый помол и просев подходящих для этого материалов, применение барабанных или глухих сит в кожухах.