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.

Через семь лет после основания Петербурга в собственноручно подписанном письме — распоряжении коменданту Москвы кн. М. П. Гагарину — Петр предлагает: «Господин полковник и камендант. По получении сего писма пришли сюда, не мешкав, извести [слово «извести» зачеркнуто Петром] цемента бочки две или три. Piter. Из Санкт Петербурха в 22 день майя 1710» (рис. 26).89 По-видимому, московский цемент истребовался в качестве образца для организации местного производства этого продукта.
В «Реестре разным ведомостям и другим письмам с 1700 по 1721 г.» из Петровского кабинета под 1714 г. значится «ведомость за рукою рижского полку поручика Сурмина, сколько из Ямбурга послано в Петербург семениту бочек и стекол круглых».90 В 1717 г. кабинет-секретарь Петра I Алексей Васильевич Макаров в письме к торговому комиссару в Голландии Осипу Алексеевичу Соловьеву в Амстердам упоминает об образцах семента, отправленных в столицу из Голландии: «Государь мой, Благодарствую за Ваше писмо и за посылку извести сементу 10-ти бочек, которые изволили отправить в Санкт-Питербурх. . . А. Макаров. В 22 день апреля, из Кале». 91 Письмо было написано во время заграничной поездки Петра I, после приезда его из Амстердама во Францию.
В дальнейшем из Петербурга в губернии был разослан «при указе из Сената образцов камень, из чего делается семент, велено такого камня искать, и ежели против той пробы найдется о том в Сенат писать и для пробы оного по малой части присылать в Сенат». С мая 1719 г. до января 1720 г. из провинций и уездов Киевской, Смоленской, Рижской, Архангел огороцкой (Архангельской), Казанской и Сибирской губерний были присланы 28 проб камня с точным указанием месторождений. По указу Петра образцы были отосланы через «канцелярию полицемейстерских дел. . . для освидетельствования. . . при указе в коллегию Берг и Мануфактур. Того ради, что всякие рудокопные дела ныне ведомы в той коллегии».92
В 1720 г. петербургский купец Герасим Пустынников донес Сенату: «В прошлом 719-м году приискал я вышеимянованный в Копорском уезде в Скворецкой вотчине. . . камень, который годен на семент. А как я оного сементу изучился делать, то оного наделал я пуд з две тысячи [32. 8 т], которой привез в Санкт Питербурх и отдал в Адмиралтейство. . . А каков семент из оного камня делаетца, тому прилагаю при сем пробу».Широкое развитие в производстве цемента получила частная инициатива, поддерживавшаяся правительством. По-видимому, одним из первых заводчиков, получивших привилегию на изготовление цемента, был обер-комендант Петербурга с 1704 г., в дальнейшем генерал-лейтенант Роман Вилимович (Вильямович) Брюс, брат генерал-фельдмаршала графа Якова Брюса. В это время ввоз цемента в Петербург был запрещен. В дальнейшем владельцем цементных предприятий был и первый государственный канцлер граф Гавриил Иванович Головкин.
«Прошлых 725 генваря 25 дня и в 726-м годе марта 9 чисел по Ея Императорскому Величества [Екатерины I] указу и по приговору Берх-коллегии определено. . . семент в Копорском уезде в Скворецкой вотчине Брюсовой [вдове и наследнице умершего в 1720 г. Р. В. Брюса], тако ж и в даче Ея Императорского Величества на Славянке, где такой камень семент отыскан, производить помянутой генералше Брюсовой с ком-панейщиками Пустынниковым и Маричем».98
В решении Верховного тайного совета от 16 декабря 1726 г. также упоминается первый из названных заводов генерал-лейтенантши Брюсовой в связи с донесением вице-президента Берг-коллегии Зыбина, ходатайствовавшего, «чтоб повелено было в селе Красном мельницу, которая построена для сементного заводу и строением отдать к тому медному заводу».99 9 сентября 1726 г. подпрапорщику Борису Сенковскому и Никите Радчинскому было разрешено устройство сементно-известкового завода в том же Копорском уезде, где они обнаружили «камень белой к делу семента и извести».100
В 1728 г. та же генерал-лейтенантща Сарра Ивановна Брюсова с Юрием Маричем снова просила привилегию на изготовление семента из камня, приисканного на мызе Славянской в Скворецкой волости Копорского уезда. В случае предоставления им монополии, компанейцы обязывались поставлять семент в Петербург зимой по 30 коп. и летом по 35 коп. за пуд, чтобы не нужно было как прежде выписывать этот продукт для «палатного и канального строения по дорогой цене [68 коп. за пуд в 1744 г.] из-за моря».101 На протяжении 1728—1729 гг. на строительстве Ладожского канала было израсходовано 38.5 тыс. пуд. (630 т) семента с заводов Брюсовой. 11 мая 1730 г. в Берг-коллегию обратился за разрешением построить заводы и «камень ломать к делу семента» Руцынский; разрешение было дано.

Проведенные нами экспериментальные исследования строительных растворов из сооружений петровского и послепетровского Петербурга и изыскания лингвистического характера, а также дополнительные-письменные источники того времени, в сопоставлении с аргументами Б. Ратенберга позволили установить подлинное значение петровского-цемента. Это измельченная, иногда обожженная, добавка, придававшая воздушной извести водостойкость (старый прием римлян) и ускорявшая твердение и нарастание прочности воздушной и гидравлической известей (цемянка, глинит, карбонаты кальция, магния и т. д.).
В записке С. Н. Богомолова — служащего компании Руцынского — описаны элементы технологии цемента того времени: «Цемент делаетца таким образом: собирают из земли камень белой и разбивают оной молотами в мелкие куски, а потом в ступах толкут и сеют ситом, а которые на севке явятца те мелютца на жерновых на мельницах, и что высеетца и смелятца мелкое то и семент называетца. Токмо во время проб по усмотрению архитекторскову в тот семент прибавляетца известь серая по третей доле или сколько за удобно рассудитца. А кроме оного никаких материалов не кладетца».106
Описание Богомолова исчерпывающе характеризует и процесс производства семента и сам раннепетербургский цемент, или семент — безобжиговую тонкомолотую известняковую (карбонатную) добавку (микронаполнитель) к серой, т. е. тощей воздушной, или гидравлической извести. Она вводилась в раствор в количестве, соответствовавшем классическому составу известковых растворов 1 : 3, или по надобности.
Имеются указания о практиковавшемся на карьерах отборе камня по слоям для производства семента и извести — «а оного камня верхней слой [обычно отличающийся повышенным содержанием глинистых веществ] беретца на дело семента, а средний и нижней на дело извести»' (месторождение по реке Пудости). В донесении Беретина об израсходовании «на зжение семента дров 150 сажен ценою 225 рубли» 107 речь идет о другом сементе того времени — обжигаемых добавках к извести в виде глины (глинит), мергеля, доломита и т. д. Широко применявшейся обжигаемой и глинистой добавкой к извести оставался и популярный в древней Руси семент в виде кирпичной или черепичной муки, позднее названный цемянкой.
Исследование нами строительных растворов ряда петербургских монументальных сооружений XVIII—начала XIX в. (см. стр. 300—306) обнаружило следующее. В растворах Петропавловского собора (1712— 1733 гг.), наряду с обычными естественными заполнителями, применены цемянка различной степени обжига и доломитизированный известняк, отчасти обожженный, при величине зерен от 0.02 до 1.5 мм, иногда и до< 2—3 мм. Растворы Большого Гостиного двора (1761—1775 гг.) и Исаакиевского собора (1796—1820 гг.) менее прочные, чем у. Петропавловского' собора, содержат из добавок только цемянку. В качестве вяя^ущего вещества использована раньше, чем в других странах гидравлическая, чаще' сильно гидравлическая известь с различным содержанием окиси магния. С самого начала каменного строительства в Алексапдро-Невском монастыре (1717 г.) использовали «кирпичную щебень» с новых кирпичных заводов «для буту».108
Что касается упомянутых Богомоловым «проб», т. е. испытаний семента в смеси с известью, то известен метод испытания его на водонепроницаемость, примененный 1 июня 1736 г. для допуска поставщика к участию в публичных торгах на поставку семента. Испытание заключалось в изготовлении из известково-сементной смеси сосудов (ящиков), наполнении их водой и наблюдении за сохранностью во времени. Отмечены случаи сохранности ящиков в течение четырех и даже семи недель.
Наибольший размах использование семента получило в гидротехническом и крепостном строительстве. Около 75% семента, изготовленного в первой половине XVIII в., было израсходовано на строительстве Ла-.дожского канала. В феврале 1736 г. три раза (19, 23 и 26 числа) было объявлено о том, что «к строению кронштацкого канала, доков и военной гавани потребно доброго сементу несколько тысящь бочек. . . и кто оные ставить желает, теб привозили пробы сементу. . . сем месяце господину Генералу от фортификации Лубрасу в Санктпетербурге а по том в Крон-штат в Кантору от строеней немедленно».

В 1822—1834 гг., в связи со строительством в России крупных сооружений разнообразного назначения, инженеры путей сообщения проводили в производственных условиях большие исследования и многочисленные опыты.23
В 1822 г. возникла необходимость в местной гидравлической извести для строительства новых гранитных шлиссельбургских шлюзов, которое вел инж.-капитан Николай Иванович Богданов 2-й под общим наблюдением начальника I Округа по водяным сообщениям Главного Управления путей сообщения профессора (с 1824 г. директора) Института ген.-майора Петра Доминика (Петра Петровича) Базена. «Римлянский цемент», впервые выписанный в количестве 1750 пуд. (28.7 т) из Англии, стоил до 1500 руб. за 1 саж.3 и был слишком дорог для массового использования. Инж.-майор Клапейрон, проводя изыскания и исследования сырья ряда местных месторождений, обнаружил залегания такого сырья по реке Волхову.24
Богданов исследовал волховское сырье и установил, что камень из района волховских порогов дает превосходную гидравлическую известь. Гидравлические растворы из этой извести и из английского цемента (для сравнения) через несколько часов имели одинаковую прочность. Но романцемент схватывался через несколько минут, что очень затрудняло-работу на нем, тогда как известь схватывалась в течение двух часов. В месячном возрасте волховская известь «чувствительно превосходила в твердости не только английский цемент, но даже и все вещества сего-рода до ныне известные». Именно на этом сырье позднее в Петербурге изготовляли романцемент Роше (с 1866 г.) и глухоозерский портландцемент Шуляченко (с 1884 г.) — продукты превосходного качества.
Было решено построить на строительстве пять известковых печей (одна для производства опытов), предварительно сопоставив конструкции конической печи инж.-капитаиа Маслова и эллиптической печи Вика, усовершенствованной Шарлевилем. В 1832 г. полковник Богданов подал в ГУПС рапорт «о позволении ему напечатать возражение противу статьи ген.-майора Дестрема [председателя Комиссии ГУПС для рассмотрения проэктов и смет], помещенной в С.-Петербургском журнале, касательно составления проэкта Шлиссельбургских шлюзов, открытия гидравлической извести и обеспечения судоходства по Ладожскому каналу посредством соединительных труб, новых шлюзов».25 Эти шлюзы — выдающееся гидротехническое сооружение своего времени — привлекали всеобщее внимание и имели большое экономическое значение, пропуская суда трех водных систем (Вышневолоцкой, Мариинской и Тихвинской)г. связывавших столицу с центральными районами страны.
На основании исследований Богданова, составленной им инструкции по производству и применению гидравлических известей и согласно данным практики, волховская известь использовалась не только в Шлиссельбургских шлюзах, но и в других гидротехнических сооружениях.

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

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.

Первый Урочный реестр по части гражданской архитектуры. . . был выпущен Ишкенерным департаментом Военного министерства в 1811 г. и переиздан без изменений в 1818 г.55
В нормах расхода рабочей силы на производство различных работ (стр. 1—33) в этом Реестре предусмотрены подготовка и разнообразные случаи применения извести, алебастра и семента (гидравлической добавки, цемянки). В отношении кровли и полов сюда относятся «кладка новой черепицы по решетинам и подмазка оной известью с битой шерстью, подмазка старой черепичной крыши, смазка черных полов и потолков глиной с выстилкой по оной ломаным кирпичем плашмя с заливкой по просухе трещин известковым прыском, заливка жидкой известью» после подсыпки песком кирпичных полов, «смазка швов плит известью» у полов из каменных плит. Предусматривается «возведение дымовой трубы сверх коня крыши на извести» («под чердаком по глине»).
При отделочных работах имеются в виду «гладкая штукатурка кирпичных стен известью с песком без употребления алебастра, растворение или приуготовление белой извести для отбелки стен, потолков или карнизов». При этом «на щекотурку преимущественно надобно выбирать сильнейшую и добротнейшую известь».
Большое внимание уделено фундаментным работам. При кладке фундамента в песчаном грунте подводная часть возводится «насухо с расщебенкой мелким камнем, кирпичем и пересыпкой материком», а «сверх водяного горизонта — на извести с крепкой расщебенкой и с заливкой известковым прыском. . . При зыбучем или слабом грунте, или же при огромных зданиях, весь фундамент должно класть па извести; а когда часть фундамента приходиться будет под водяным горизонтом, то наружные ряды класть по сементу. . . Песку противу извести полагается смотря по свойству ее доброты: ровная часть, половина или одна треть противу извести». То же относится к растворам для кладки кирпичных стен.
Кладка цоколей из дикого камня или гранита допускается с серой,, т. е. более гидравлической известью, насухо, со скобами, пиропами со свинцовой заливкой при забутке бутом с известью. «Серой извести в Санкт-Петербурге в одну кубическую сажень идет 270 мешков или входит 20-пудовых бочек около 24 . . . около 480 пудов. . . На одну 20-пудо-вую бочку извести, полагается воды 40-ведерных бочек три».
Подготовка извести включает: «спуск в ямы извести чрез грохот,. . . с приуготовленной водой; битье извести с прибавлением песку, полагая 10 двадцатипудовых бочек в творило; творение извести с песком. Подготовка семента: толчение и сеяние на дело семента хорошо выжженного ломанного кирпича или черепиц».
В описании и нормах расхода материалов «о составлении цемента употребляемого в подводном строении» сказано следующее: «К составлению' цемента можно взять черепицу, естли можно старую с крышек крепко вызженную, железные обгарки (которые однакож надлежит прежде от имеющегося в них еще угля перемывать, а потом просушить), стеклянные выгарки и вторично перекаленные глиняные горшки, все оное истолокши и просеяв сквозь сито или вместе или порознь, как что доставать можно; а употребляется сия толча вместо песку в раствор с известью, с таковым же наблюдением в рассуждении количества его, как и о песке сказано».
Очень существенным и полезным дополнением к Реестру явились. «Замечания, как узнавать качество и доброту главных строительных материалов», выпущенные Инженерным департаментом в 1812 г. и переизданные в 1819 г.
В § 5 раздела «1. О камне» (§ 1—10, стр. 1—8) здесь указано, что «плита или известковый камень бывает разных родов и разной доброты. В Санкт-Петербурге на стены и своды лучшею почитается Тосненская; из оной так же выжигается лучшая здесь употребляемая известь. Из Путилов-ской и Сязской выделываются ступени, спуски карнизные, прокладные-и лещадные плиты».

Сравнение карбонатно-глинистых смесей Челиева и известково-гли-нистых — Вика и Шарлевиля в данном случае вполне оправдано. Если весовое содержание окиси кальция в карбонате и составляет 56 % (а в пушонке 76%) от количества ее в исходной кипелке, то при объемном дозировании сырьевых компонентов это уменьшение количества СаО (в связи с карбонизацией) с избытком компенсируется большим объемным весом карбонизированной извести, чем кипелки. Поэтому приведенное Челие-вым отношение известкового компонента к глине в его смесях можно распространить и на сырьевую смесь из извести (кипелки) и глины.
В дальнейшем в сметных расчетах Челиев указывает, что для изготовления 1 саж.2 (9.712 м2) мертеля № 1 расходуется 0.5 саж.2 (4.856 м2) глины и 12 двадцатипудовых бочек (5.9 м2) извести. Исходя из характеристики свежевынутой лопатами из грунта тощей подмосковной кирпичной глины (об. вес 1600 кг/м2, содержание влаги и потерь при прокаливании 30%, количество балластного крупного песка 30%), 77 можно установить, что на 3931 кг извести приходится 3807 кг реакционно-способного вещества глины. Таким образом, весовое отношение извести к глинистой части вяжущего вещества мертеля № 1 также составляет 1 : 1, а основной модуль его равен 1.
Это уже характеризует вяжущую часть мертеля Челиева как гидравлический продукт, пе поддающийся гашению и по современной номенклатуре приближающийся по составу к романцементу.
Процесс производства («составление») мертеля или цемента Челиев описывает следующим образом.
«Избрав из сих пропорций по желанию, должно глину с известью или мусором смешать в твориле вместе, размоча водою до такой густоты, чтоб удобно было лопатами оную размешивать и соединять между собою, и дав ей несколько поокрепнуть, делать из оной кирпичи, набивая в формы, и поступать так точно в делании и высушивании оных, как с обыкновенными кирпичами.«Сии высохшие кирпичи вносятся в горн и настилаются елкою, как и обыкновенные. Наполня же ими горн, закладывается вход в него обыкновенным кирпичем и замазывается глиною, оставя небольшое для наблюдения отверстие, которое хотя закладывается кирпичем, но не замазывается для того, чтоб по надобности, удобно было его вынимать и в горн смотреть.
«Обжигание мертеля продолжается, смотря по мере осушения его в сырце. Ежели он совершенно будет сух, тогда надобно сперва разложить огонь в самых челах печи, небольшим костром, и продолжать обжигание до 8 часов. Когда ж в челах нагорело достаточно угольев, то оные должно раздвинуть по всей печи и накидать по сторонам оной, а также и в средину несколько поленьев дров нарочно для сего сделанною кочергою, продолжая сие обжигание средним огнем, подкидывая кочергою дрова в те места, где нужно также до 8 часов времени; и когда весь цемент начнет прогорать, верхние ряды его покраснеют и сквозь их пройдет огонь, что удобно видеть чрез оставленное при закладке входа в горн небольшое отверстие, тогда надобно дров подкидывать более по всей печи, и поленья употреблять тонее прежних; к концу же обжигания употреблять мелко исколотые сухие дрова, дабы чрез то усилить до высшей степени огонь и мертель раскалить до бела; на сие также потребно времени до 8 часов.
«После сего заложить кирпичем поддувала и, замазав глиною, засыпать их землею, трубу также заложить [от дождя] железным листом; а чтоб иногда не сдуло его ветром, то наложить несколько кирпичей или довольно тяжелый камень. Для простывания же мертеля довольно 48 часов времени или до того, как удобно уже будет простыми руками его выбирать.
«По остыыутии, выбрав из горна мертель, должно перемять его жер-новным камнем, приводимым в движение лошадью, просеять сквозь проволочные решета или грохоты, складывать потом в бочки или лари, и хранить до времени, когда понадобится для употребления. Оставшиеся же от просеяния камешки, кои не размялись и, следовательно, нехорошо пережглися, отделять особо; ибо оные быв смочены водою, с пользою употребиться могут на заливку бута, и заменить употребляемые для сего известь и песок», т. е. обычный известково-песчаный раствор (стр. 9—12).
В «Общем примечании к составлению предложенных мертелей» Челиев останавливается на наиболее существенных деталях производственного процесса.
«Описанные мертели № 1, 2 и 3 для прочности своей требуют сих необходимых наблюдений, а) Раствор глины с известью или мусором приводить сколько возможно в теснейшее соединение, перемешивая материалы сии железными или деревянными лопатками весьма тщательно, чему доставить может лучшую удобность, жидкое разведение оных материалов водою. А чтоб из раствора сего удобно было делать мертельные кирпичи, для сего должно оставить его на некоторое время в творилах, чтоб излишняя влага выпарилась, и смесь сия получила потребную к деланию мер-тел ьных кирпичей густоту. Глину употреблять должно тощую, а не жирную; за неимением же первой, и по мере тучности последней, прибавлять в раствор мелкого песку.

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».

Историко-этимологическое исследование эволюции формы и значения слова «цемент» привело нас к выводу о совершенной ошибочности и этих общепринятых положений. Римляне (в том числе и Плиний), придавали слову «цемент» только его исходное значение битого камняг бута и т. п. Использование этого слова в новом значении, однако, не составляет приоритета Лорио. Впервые, еще наряду с прежним, римским смыслом, мы обнаруживаем новое значение слова «цемент» (вяжущее, раствор) в латинских текстах IV в., откуда оно переходит в новые языки.
На протяжении нашей эры слово «цемент», применительно только к строительным материалам минерального происхождения, имело по крайней мере шесть различных родовых значений. Таковы — 1) битый камень, 2) гидравлические и ускоряющие твердение добавки к извести, 3) воздушные и гидравлические известковые растворы,4 4) вяжущая (извест-ково-пуццолановая) часть гидравлических растворов, 5) разнообразные связывающие и вяжущие вещества, начиная от замазок и кончая гидравлической известью, и, наконец, 6) собственно цементы и некоторые вяжущие вещества современности. Одни из этих значений или понятий сменяли предшествующие, другие сосуществовали на протяжении многих веков. Каяодое из них охватывало многочисленные разновидности материалов по составу. Последовательная их эволюция привела от первоначально, заложенной в слове «цемент» идеи разъединения (лат. caedo, сае-dimentum, caementum — разбивать, битый камень) к противоположной идее соединения, связывания (англ. cement — связывать, вяжущее).
С терминологической ошибкой связано и общепринятое в минералогии обозначение словом «алебастр» мелкозернистой разновидности природного гипса (двуводного сульфата кальция). Минералоги при этом ссылаются на древний город Алабастрон (Египет), возле которого, по данным Плиния, добывали алебастр. Они считают неправильным принятое в технологии вяжущих и строительной технике обозначение алебастром строительного гипса (полуводного сульфата кальция, продукта обжига природного гипса).
Однако при изучении этого вопроса выясняется, что сам Плиний приравнивал египетский алебастр не гипсу, а мрамору (мелкозернистому карбонату кальция). Лукас охарактеризовал его как карбонат кальция, кальцит, по внешнему виду сходный с мелкозернистым гипсом, а Каде и Севергин еще в первой половине XIX в. вообще под алебастром подразумевали структурную разновидность карбоната кальция. Таким образом, современные минералоги, исправляя терминологическую ошибку технологов и строителей без учета истории вяжущих и их терминов, сами впадают в другую ошибку.
Наряду с изучением смены фактов, идей, задач, определявших отдельные этапы развития производства и применения вяжущих веществ, представило интерес выяснение ведущей технической идеи, цели или задачи, которой было подчинено на протяжении всей истории развитие вяжущих и которая является узко специфичной только для них, а не присуща любой отрасли техники.5 История развития вяжущих дает основание считать, что специфической ведущей идеей или задачей этого процесса на всем его протяжении, независимо-от уровня социального и индустриального развития общества, является идея замены естественного камня (также дерева и металла) искусственным камнем, т. е. раствором, бетоном, железобетоном — строительным материалом с заданными механическими свойствами, структурой и универсальным назначением.