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.

Человек начал строительную деятельность еще в доисторическое время, устраивая себе простейшие жилища, а позднее возводя культовые, оборонительные и производственные сооружения. Характер строительства зависел от географических и климатических условий, наличия доступных для использования материалов, уровня техники и характера домашнего уклада в связи с развитием семейных и общественных отношений, а в дальнейшем и от религиозных представлений. В свою очередь, взаимоотношения и верования людей определялись уровнем производительных сил и общественно-экономических условий.42
В эпоху палеолита жильем для людей зарождавшегося первобытнообщинного (родового) строя в межледниковое время служили легкие шалаши и ветровые заслоны из ветвей, сучьев и коры, законопаченные листьями, травой или мхом. Во время последнего оледенения это были естественные навесы и пещеры, шалаши летом и хижины из снега и льда зимой, легкие постройки из кольев и переплетенных ветвей, обтянутые шкурами и берестой, большие землянки с плоским покрытием.
Повышение температуры земной поверхности и переход к оседлому земледельческому образу жизни, развитие производительных сил и общественных отношений в послеледниковое время вызвали значительное развитие строительного дела и возникновение неизвестной палеолиту керамики в эпохи неолита и бронзы. Изготовляя глиняную посуду, человек оценил вяжущие свойства глины и начал применять ее в строительстве. Люди этих эпох устраивали жилища разнообразных типов, размеров и формы из земли, глины, дерева, камня, бересты и шкур. Это были и землянки и огромные, обычно несколько заглубленные дома, стоящие отдельно или связанные в комплексы.
Так как обработка кремневыми орудиями дерева была затруднительна, а камня — почти невозможна, глина стала одним из основных строительных материалов в постройках неолита. Ее использовали не только для обмазки плетневых стен, перекрытий и устройства печей, полов, мебели, но и для возведения глинобитных домов. Это обстоятельство и повсеместное распространение глиняной посуды определили исключительно важное с этого времени значение глины в строительстве, технике и культуре.
Глинобитные дома трипольской (Днепро-Днестровский бассейн, III— 11 тысячелетия до н. э.) и придунайской культур в связи с сыростью почвы не были заглублены и имели толстые, до 0.2 м, полы из обожженной с поверхности глины, а иногда из обожженных глиняных плит, уложенных на глиняном растворе. В домах из глины, а затем и дерева камень применялся очень редко и служил для обкладки низа и еще роже — для вымостки пола.
Создание металлических орудий, кооперация труда и возникновение культовых представлений к концу неолита вызвали применение неотесанного или очень грубо обработанного камня в сооружениях культового назначения и погребениях. Большие мегалитические (крупноблочные) сооружения возводились из огромных, иногда в несколько десятков тонн, глыб камня и в разных районах различались (в отличие от жилья) разнообразием местного камня, приемов работы и внешнего оформления. К ним относятся коллективные гробницы (дольмены, гробницы с ходами, крытые галереи и цисты) и культовые, иногда меморативные сооружения (менгиры, кромлехи и каменные аллеи).
В отдельных случаях камни соединяли при помощи шипов и гнезд (покрытие трилитов) или связывали глиняным раствором (циклопические купольные гробницы из небольших камней конца бронзовой эпохи). Однако основным средством скрепления камней и придания мегалитическому сооружению устойчивости и прочности являлась тяжесть покрытия. Для утяжеления покрытие часто обмазывали глиной или засыпали землей. Только в более поздних циклопических сооружениях, постройках из мелких камней и сырцового кирпича, деревянных срубных постройках самостоятельное значение приобретает стена. Мегалитическая кладка насухо — следствие несовершенства применявшихся орудий — предшествовала кладке из мелких камней правильной формы с применением растворов.
Наряду с камнем (и деревом) глина сохраняла тогда (в определенной мере сохраняет и теперь) свое значение материала для постройки глино-деревянных, глинобитных и сырцово-кирпичных жилищ, а позднее и для изготовления обожженного кирпича и других изделий строительной керамики.

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.

«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.

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.

Изготовление и воздушная сушка мертельного сырца производятся в обычных кирпичных сараях «для делания и осушения сих кирпичей». «Горн, в котором обжигают мертель [в], подобный тем, в коих обжигается обыкновенный кирпичь, строится также по мере надобности в количестве мертеля, и может быть более или менее обширен. Сей же длиною и шириною внутри стен по 4 аршина [ 2.8 м1, а в нижней части па выступ для топки прибавляется еще в длину 1 аршин [0.7 м], высота до свода 2х/2 аршина [1.8 м]; снабжается двумя топками А, поддувалами В, решетчатым подом, на котором горят дрова, С; отверстием, в которое вносят в горн мертель, Д; другим подом, в котором для прохождения огня сделаны продухи, Е». Кочерга (г) — железная, с короткой деревянной ручкой служит для подачи поленьев в любое место печи; она несколько длиннее горна и передвигается по железной полосе F, расположенной по ширине горна в нижней части топок (стр. 7, 21, 22).
«Жерновный камень для перемятая обозженного мертеля» (&) диаметром 1V4 арш. (0.9 м) соединен осью В с вколоченным в сваю в центре круга шкворнем Д и приводится лошадью в движение но круговой дорожке. «То место, по которому катится камень, набивается небольшими свайками с насадками, забучивается щебнем с заливкою раствором извести смешанной с песком, или оставшимся от просеивания крупным мертелем разведенным водою, и потом выстилается лещадью дикого камня или толстыми досками, прибитыми к поперечным насадам железными гвоздьями. Дорожка сия должна быть шире толщины камня одним аршином [0.7 м]; на оную кладутся обозженные мертельные кирпичи, по которым катится камень, и их раздавляет; а работник, идя позади камня, подправляет оные на средину дорожки деревянного или железною лопаткою».Для разъяснения химической сущности процессов производства и применения цемента Челиев приводит ряд теоретических представлений. Так как исходные сырьевые материалы «бывают в собственном их составе весьма различны, как-то известь содержит в себе кварцовые или песчаные части, и более или менее алкалична; красная глина также состоит из смешения квасцовой земли [глинозем], песку, железной окиси и других посторонних вещей; а потому надобно оные предварительно испытать в пропорции, сколько которой к составлению мертеля употребить должно».«По химическим исследованиям известно, что негашеная известь растворяет кремнистую землю [т. е. кремнезем, в данном случае песок] посредством жидкости, и из того составляется мертель [известковый раствор], доброта коего зависит от соразмерного смешения оной с песком и от степени угашепия ее прежде смешения; и всем известно, что круховая известь чем скорее по обозжении употребляется в дело, тем строение почитается прочнейшим: ибо оная имеет тогда более силы для распущения песка, и следовательно большую возможность с ним теснее соединяться.
«Известно такя№, что известь соединяется таким же образом и с глиною, либо искусством, либо в огнедышущих горах перезженною, и составляет с нею мертель [известково-пуццолановый раствор]. На сем основании утвердясь, делаем ныне для подводных строений мертель из извести, толченой черепицы, или хорошо обозжепного кирпича, зная совершенно, что все достоинство его [т. е. мертеля] зависит от извести: ибо чем менее она погашена до времени соединения ее с кремнистою землею, тем мертель бывает лучше.
«Когда растворим известь до совершенного ее распущения и так, что на одну ее часть нальем 680 частей воды, тогда получив так сказать известковую воду (Aqua calcis), можно уже быть уверену, что известь совершенно распустилась.
«При перегонке же известковой воды в закупоренных сосудах, негашеная известь остается в оных, и требует только большей степени огня, чтоб отделить от нее последние части воды, а с ними вместе и угольную кислоту.
«Основываясь на вышеписанных опытах, все что нужно к прочности предлагаемого мертеля само собою ясно доказывается. Ибо когда употребим известь, угашенную водою или воздухом, смешаем оную с глиною, которая соединена с кремнистою землею (песком) и металлическими окисями, и смесь сию подвергнем жжению, посредством коего известь лишаем поглощенной ею воды; тогда оная получает первую степень алкаличности, и всю возможность при новом погашении ее водою, к растворению кремнистой земли и к соединению с нею, то есть с песком и металлическими окислами в глине находящимися; ибо оные от жжения плавятся в стекло; а потому нет никакого сомнения, чтобы сей предлагаемый мертель не был лучшим, и не мог с большею пользою заменить ныне употребляемых мертелей и цементов как для подводных, так и для других строений».

Открытие Смитона в отношении гидравлической извести, сделанное им в 1756 г. и опубликованное в 1791 г., на протяжении 1756—1830 гг. было повторено независимо от него в разных странах по крайней мере шесть раз. В первой половине XIX в. Ион, Вика, Фукс, Аспдин, Челиев одновременно и независимо один от другого работали в Германии, Франции, Англии, России над совершенствованием прежнего цемента и созданием нового. Регулярное заводское производство современного цемента возникло на протяжении короткого отрезка времени, почти одновременно во всех этих странах, а затем в США. Последующему совершенствованию и внедрению его в практику содействовали творческие связи выдающихся ученых и техников мира.
Независимо от достижений последних двух веков (даже с большей под влиянием их эффективностью) в современной технологической и строительной практике наряду с портландцементом используются древнейшие вяжущие — глина, гипс, римские известково-пуццолановые и известково-цемяночные вяжущие, применяются основные стандарты вещественного состава растворов, бетонов и зернового состава их заполнителей. Как показано в настоящей работе, то же можно сказать о естественных гидравлической извести и романцементе. Допускаемые пределы содержания глинистой части в сырье для гидравлической извести с середины XVIII в. (когда этот показатель стали нормировать) и до сих пор сохранились неизменными. По нормативам 1756 г. Смитона и по стандарту 1963 г. СССР эти пределы составляют соответственно 5.9—21.2 и 6—20%. Создатели и потребители нового часто не знают о том, что они повторяют старое.
В строительстве и производстве строительных материалов в нашей стране эффективно применяют молотую негашеную известь (кипелку), вытесняющую гашеную известь (пушонку). Это прогрессивное мероприятие рассматривается и оформлено как изобретение нашего времени. Однако история вяжущих доказывает, что применение кипелки было известно человечеству во все времена, когда применялась известь, хотя и практиковалось в несравненно меньшей степени, чем использование пушонки.2 Основная, ныне устраненная, причина недостаточного применения негашеной извести заключалась в том, что механическое измельчение комовой извести было значительно дороже и менее совершенно, чем дешевое и тончайшее химическое ее измельчение путем гашения.
В книге приведены значительные и разнообразные достижения исторической технологии вяжущих, растворов и бетонов, которые выдержали надежную проверку временем и могут быть использованы в современной строительной практике.
Применение в настоящей работе методов экспериментального исследования вещественных источников позволило нам установить несостоятельность ряда представлений, прочно укоренившихся в науке по истории вяжущих. По общепринятому представлению сознательное применение водостойких гидравлической извести и романцемента явилось достижением второй половины XVIII в., а до того носило только случайный, непреднамеренный характер. Категоричность этого основного положения придавала ему видимость бесспорности, которую не могли поколебать рассмотренные в книге единичные иные высказывания (Грюн, Солаколу).
Проведенные нами исследования растворов и вяжущих из сооружений прошлого на территории СССР и анализ данных других исследователей о химическом составе растворов в разных странах полностью опровергают это представление.

Развитие мостостроения и гидротехнического строительства способствовало возрождению древнейшего, утраченного в период монгольского ига приема использования гидравлических добавок для придания водостойкости растворам на воздушной извести. По-видимому, первоначально нх применяли только в мостах и гидравлических сооружениях. В наземных стенах собора Нового Иерусалима в подмосковном Воскресенском монастыре на р. Истре, в основном построенного к 1660 г., т. е. значительно позднее подготовки первого строительства Каменного моста, применен очень жирный раствор из воздушной извести без добавок. Подобную же практику отметил в 1655 г. и Павел Алеппский.
В 1687—1692 гг. на Москве-реке был построен третий в столице каменный Большой (Всехсвятский) мост, соединивший Белый город с Замоскворечьем. Новый грандиозный мост — «седьмое чудо мира» — длиной 150 м ж шириной 24 м начинался в Замоскворечье «палатным строением» с шестью проездными и проходными воротами и двумя шатровыми башнями — предмостным укреплением. На мосту с обеих сторон находились каменные торговые помещения, прерываемые в средней его части высокими каменными аркадами. У быков моста были устроены плотины с «вододействующими» мукомольными мельницами. Мост покоился на семи быках — устоях из дикого камня на крепком известковом растворе — с ледорезами и на двух береговых устоях и имел шесть речных и два береговых пролета. Мост служил до 1859 г. до замены новым металлическим мостом. Сведений о расходе материалов на строительство Каменного моста не имеется. Сооружение, например, Кузнецкого каменного трехарочного моста через Неглиниую (1756 г.) потребовало 4492 боч. (1472 т) извести.Производство извести и снабжение ею Москвы в XVII в. осуществлялись в порядке трудовой натуральной повинности населения и монастырей определенных районов, подрядов и частной инициативы. Подобным зке образом добывались и поставлялись белый камень, бут, песок, глина. Основной район добывания белого камня и изготовления извести «для государева каменного дела» составляли подмосковное село Мячково близ Бронниц, на берегу Москвы-реки и прилегающие села Мячковской волости.15
Подчиненные Каменному приказу «каменные ломщики» — крестьяне 251 двора сел Мячковской волости в 1670—1671 гг. поставляли ему «<1162 бочки (23 240 пуд. или 38 т) извести круху [негашеной], 1162 лещеди [лещадной плиты] аршинных, 2324 камени ступенных на год».16 Камень доставляли в Москву чаще водой, а негашеную известь обозами «летним и зимнем путем». По данным 1658 г., старосты села Зеленой Слободы, «нынешнего де лета у них в селе Зеленом и в Верхнем и в Нижнем Мяч-кове и в Колычове селах вызжено. . . извести по одной печи. А из печи ныходило извести бочек по 400 [8 тыс. пуд., или 131 т] и по 500 [10 тыс. луд., или 164 т] . . . Ныне завели вновь печь в селе Колычове. И та де печь поспеет недели в две, буде станут спешить. А ныне де в Мячковской волости нынешнего лета, опроче, извести не будет, печь будет неколи. . . А велено де им ис Каменного приказу в селе извести сжечь по печи».17
Иногда мячковские «известного дела мастеры» посылались для организации его в разные города. Помимо выполнения оброка мячковские крестьяне поставляли известь и на рынок, а иногда и самому Каменному приказу и другим учреждениям. При выяснении обеспеченности строительства Портняжной и скорнячной палаты «против сметные росписи» оказалось, что «белый де камень есть и известь в Каменном приказе, а кирпич в сараях, ведом в Каменном приказе. . . А будет де от Каменного приказу камни и извести не дадут, и можно де из Мячкова привесть».18 К строению конюшенной палаты было куплено 4 бочки извести у крестьянина села Верхнего Мячкова Мелешки Семенова по 9 алтын (27 коп.) за бочку :<с провозом».

Испытывая различные составы основной сырьевой смеси из мела и медуэйской глины, Пэсли дошел до состава с максимальным содеря^апием последней — весовых части на 1 часть мела. По объему это соответствовало 5 частям мела па 31/3 части глины против 5 и 2 частей в предыдущих опытах. Действительное соотношение между известковым и глинистым компонентами в сырьевой смеси обусловливалось колебавшимся в зависимости от уровня воды в Медуэе содержанием в глине карбонатной части (10—20%) и влаги (иногда до 55%). При отсутствии точного учета этих переменных данных едва ли можно было судить о действительной шихте и влиянии ее на свойства продукта, равно как и рассчитывать на равномерное его качество.
Пэсли испытал очень много сырьевых смесей из мела и разнообразных глинистых компонентов и добавок в самых различных сочетаниях. Глинистые компоненты были представлены разными природными глинами, черепичной и сланцевой мукой и отдельными окислами — кремнеземом, глиноземом, окислами железа и других металлов. Применение некоторых из них, например коричневой карьерной глины, сукновальной (жирной, непластичной) глины, черепичной и сланцевой муки не представляло ни практического, пи научного интереса. Среди добавок были опробованы угольная пыль и древесный уголь, сода, поташ и другие щелочные соли, карбонат магния и магнезия, олифа. Магнезия, получавшаяся обжигом карбоната магния, изучалась также в качестве самостоятельного гидравлического вяжущего.
Было снова подтверждено, что только использование смеси мела и аллювиальной глины, обжигавшейся на ныокастлском угле, обеспечивало искусственный цемент — слабый, но способный конкурировать с популярными естественными романцементами и с искусственным цементом фроста. Пэсли достиг бы лучших результатов, если бы знал о необходимости сильного, вплоть до начала остеклования, обжига своего сырья и не отбрасывал, подобно изготовителям остальных цементов, наиболее ценные оклинкерованные куски как бесполезный брак.
При использовании твердых известняков для производства искусственных гидравлических известей и цементов трудное и дорогостоящее измельчение известняков обычно заменялось предварительным обжигом их и гашением образующейся извести в порошок, который затем вторично обжигался совместно с глиной на искусственный продукт. Пэсли справедливо считал нецелесообразным подобное использование твердых глинистых известняков Англии, уже при первом обжиге превращавшихся в естественный гидравлический продукт, равно как и применение естественной гидравлической извести, для производства искусственного гидравлического цемента. «Хорошие гидравлические [естественные] извести слишком обычны [в Англии], чтобы стоило делать искусственные извести и слишком дороги, чтобы использовать их как компонент искусственного гидравлического цемента».92
Пэсли экспериментировал также с искусственным пуццоланами, которые он изготовлял обжигом аллювиальной и карьерной глин, испытывал в известково-пуццолановых смесях в виде теста и раствора и сравнивал с природной пуццоланой и цемянкой. Учитывая замедленное твердение и нарастание прочности известково-пуццолановых растворов, он рекомендовал защищать швы сооружений, возводимых на этих растворах в условиях действия волн или проточной воды, при помощи быстро схватывающегося цемента. В процессе своих исследований Пэсли уточнял технологию производства и применения искусственного цемента и разрабатывал инструктивные правила, включавшие также методы испытания и оценки цемента при их приемке.

В начале XIX в. спрос на новый, поражавший быстрым схватыванием, романцемент Паркера очень сильно возрастал. Однако запасы сырья для него были ограничены, существовало также мнение, что качества нового «патент-цемента» могут быть еще улучшены. Начались поиски новых месторождений сырья, преимущественно естественных мергелей, особенно мергелистых включений — септарий, или почек — в глинах и глинистых известняках различных прибрежных местностей.
В 1810 г., в связи с истечением срока действия патента Паркера, романцемент начали производить и другие фабрики, прежде всего фирма «Фрэнсис и Уайт» (Francis a White») в Наин Элмзе (Лондон).64 При этом начали использовать не только септарий острова Шеппи, но и смеси их с очень похожими на них септариями Гарвича. Новому продукту стали отдавать предпочтение и платили за него дороже, чем за цемент Паркера. Наряду с этим начали возникать многочисленные изобретения новых вяжущих для растворов. На протяжении 1811—1823 гг., т. е. до выдачи патента Аспдину на «портландцемент», заслуживают внимания пять патентов, в двух из которых предусматривается производство вяжущих из искусственных сырьевых смесей.65
Патент Добза (Edgar Dobbs). В 1811 г. Эдгар Добз из Саутвока по заявке 1810 г. получил патент за № 3376 от 2 февраля, сущность которого заключается:
«1. В изготовлении, с помощью воды, подходящей смеси извести, или ее карбонатов, с каждым или несколькими из следующих веществ, именно, глины, суглинка, грязи, сланцев, дорожной пыли, земли, охры, дешевой окиси металлов, руд, пиритов, цинковой обманки, песка, камней, зол и всех землистых материалов. . . которые могут быть превращены в порошок и которые не остекляются при нагреве, которому они подвергаются впоследствии. 2. В удалении излишней влаги. 3. В обжиге смеси, когда она твердая; и 4. В измельчении ее в порошок. Этот порошок и образует состав, пригодный для гидравлического раствора, раствора [по-видимому, воздушного], внутренней и наружной штукатурки».
Исходные материалы до смешения превращаются в тонкий порошок — известь гашением, известняк и глинистые компоненты помолом (сухим или мокрым способом), затем совместно перемалываются или смешиваются в однородную пластичную массу, которая высушивается и разрезается на куски или формуется и после этого обжигается. «Обжиг может производиться в обычных известковых печах или хозяйственных печах (oven), или даже без таких аппаратов [в кучах]. . . интенсивность и длительность обжига должны быть достаточными. . . для удаления углекислоты. . . без остеклования какого-либо вещества [!]. Обожженные куски затем перемалываются в порошок [а не гасятся] или на горизонтальных жерновах, или в другом аппарате для помола сухих веществ. Состав после этого готов для использования».
Затем Добз описывает различные виды использования искусственного цемента в комбинации с песком и т. д. Из патента видно, что Добз располагал достаточно хорошими знаниями по технологии и слабыми — в области химии. Как и все специалисты того времени, он боялся остеклования материала. Об использовании патента сведений не имеется.
Из последующих патентов представляют интерес выданные после опубликования в 1817—1818 гг. работ Вика, вызвавших большой отклик и в Англии.
Патент Сен-Лежера (Maurice de Saint-Leger).66 В ноябре 1818 г. француз Морис де Сен-Лежер из Кемберуэла в графстве Суррей получил патент № 4262. Сущность его сводится к изготовлению искусственной гидравлической извести из смеси измельченного в порошок «мела, камня, или какого-либо иного вещества, из которого можно получить известь. . . и обыкновенной глины или любого другого вещества, содержащего глинозем и кремнезем». Высушенная смесь в кусках обжигается до состояния, когда «они могут быть разломлены руками. Вместо мела, камня или иных подобных упомянутых выше материалов, может быть использована обыкновенная известь, гашеная или измельченная в порошок, но в этом случае смесь не следует так сильно подвергать действию огня».
Шихта зависит от качества исходных материалов и требуемой прочности извести и в общем состоит из 1—20 частей глинистого материала на 100 частей мела, известняка или извести. Эта шихта характеризует продукт как гидравлическую известь, но никоим образом не как роман-цемент. Процесс производства по патенту совершенно сходен с процессом Вика. Сам Сен-Лежер в патентном описании и предусматривает «изобретение улучшенного метода изготовления извести, который был сообщен мне М. Вика». Об использовании патента Сен-Лежером в Англии сведений не имеется.