Предсказание прошлого. Расцвет и гибель допотопной цивилизации

Никонов Александр Петрович

Будь рельс цельным, его бы просто повело при термическом удлинении – изогнуло горбом вверх или выдавило вбок. Катастрофа неизбежна… Если мне не изменяет память, то ли в конце 1970-х, то ли в начале 80-х годов, когда у нас в средней полосе поднялась аномальная жара, в одном месте оставленных тепловых зазоров не хватило, и рельсы порядком изогнуло. Закончилось все весьма печально: пассажирский поезд вылетел под откос…

Короче говоря, если бы пирамида была цельной, ее бы уже не было. Она бы давно полопалась и развалилась. С этим все предельно ясно. А вот для ответа на остальные вопросы нам придется углубиться в историю бетонного дела…

Бетон использовали в строительстве древние индийцы. Великая Китайская

стена – тоже бетонное сооружение. Бетон знали наши любимые финикийцы. Плиний Старший с восхищением отмечал, что в Испании до сих пор стоят «формованные» еще во времена Ганнибала сторожевые башни: «Веками стоят они, не разрушаемые ни дождем, ни огнем, более прочные, чем сделанные из бутового камня». Это был еще примитивный бетон, полученный набивкой между досками опалубки влажной глины вперемешку с камнями. Короче, многие использовали бетон. Но мы сейчас рассмотрим в подробностях только римскую эпоху. Потому что про Рим много чего известно – это было «совсем недавно», и история донесла до нас массу документов той эпохи. Краткий обзор позволит читателю прояснить для себя уровень античных технологий.

Пару латинских терминов, касающихся «бетонных дел», я уже приводил. Вот еще несколько: «инцерт», «ретикулат», «тестациум», «микстум», «опус спикатум». Они относятся уже не к составу смеси, а к разновидностям опалубки. Ретикулатом римляне называли прямую опалубку из камней, инцертом – каменную опалубку неправильной формы. Кирпичная опалубка – тестациум. Кирпично-каменная – микстум. Опалубка в виде «елочки» – опус спикатум… О чем говорит терминологическое изобилие? Да о том же, о чем говорит наличие в эскимосском языке десятков слов, обозначающих лед в разных его видах… О том же, о чем говорит наличие десятков слов в шумерском языке, обозначающих корабли…

О том, что эта область знания весьма развита и широко используется. Храмы, волноломы, частные виллы, общественные бани – все это строилось римлянами из бетона. Римляне так наловчились работать с бетоном, что отливали из него даже купола храмов. И поскольку они были страшные педанты и законники, разработали систему стандартов для бетонных смесей, которых строго придерживались.

Для того чтобы раствор лучше прихватывался к кирпичной опалубке, которая одновременно играла роль облицовки, римляне делали «анизотропные» кирпичи – с внешней стороны гладкие и красивые, а с внутренней, примыкающей к раствору, – шероховатые. Разумеется, помимо каменной использовалась и самая обычная деревянная опалубка.

Современные строители знают: если бетонную смесь недоуплотнить всего на 1 %, ее прочность упадет на 5 %. А если «пузырчатость» составит 10 %, прочность сооружения упадет вдвое! Римляне тоже это знали и потому много внимания уделяли уплотнению бетонных смесей. У них не было специальных вибромашин, поэтому древние применяли трамбование с помощью особых деревянных баб, обшитых снизу железными листами. Витрувий утверждает: «Рабочие группой в 10 человек толкли смесь деревянными бабами и только после такой обработки применяли ее в дело…»

Раньше думали, что высочайшее качество и долговечность римских сооружений объясняются какими-то особыми секретами римских бетонных смесей. (Типа яйца сырые в раствор добавляли.) Но французский архитектор наполеоновской эпохи Ронделе, тщательно изучив римские сооружения, объяснил их прочность не секретами смеси, а исключительно тщательной трамбовкой. А сам рецепт римского бетона крайне прост: 1 часть цемента, 2 части песка, 4 части щебенки.

Даже штукатурку для повышения прочности древнеримские строители отбивали специальными деревянными досками с ручкой. В результате качество римской штукатурки было таким, что Плиний Старший писал, будто фрески, написанные на такой штукатурке, можно было переносить на другое место, не опасаясь, что картина рассыплется …

Однако, несмотря на простоту

рецепта, некоторые технологические тонкости в римских рецептах изготовления бетона были. Например, монолитные стены, которые возводили римляне, были не совсем монолитными. По мере роста опалубки, каждый залитый слой отделялся от другого специальной присыпкой. Зачем? Есть три гипотезы, объясняющие, для чего римляне «припудривали» свежий слой бетона. Они делали это:

1) с целью повышения антисейсмичности (отдельные слои при тряске могут иметь свободный ход относительно друг друга, а монолит просто сломается);

2) для того, чтобы утрамбованная и застывающая смесь не прилипала к ногам рабочих и трамбовочному инструменту;

3) для компенсации термоусадки (см. выше рассуждения о рельсах).

Римляне различали несколько видов песков – горные, речные, морские. Было также деление по уровню загрязненности и окраске. Упомянутый Витрувий писал: «Есть следующие сорта горного песка: черный, серый, красный и карбункул. Из них наилучшим будет тот, который скрипит при растирании в руке».

Песок римляне тщательно промывали, стараясь избавиться от загрязнений. Качество промывки проверялось так: песок насыпали на белое полотно и встряхивали. Если песок не оставлял грязевых пятен на белой материи, его считали годным. Более всего ценились горный и речной пески. Морской песок римляне не любили из-за присутствовавших в нем солей. Гигроскопичные соли затрудняли высыхание смеси, замедляя тем самым строительство. Кроме того, использование морского песка для изготовления штукатурки приводило к ускоренному выцветанию фресок. Поэтому для штукатурного раствора Витрувий рекомендовал речной песок. А в качестве наполнителя для несущих стен советовал использовать бутовый камень. Причем заготавливать его надо было, выполняя определенные условия: «…добывать камень не зимою, а летом и оставлять его вылеживаться на открытом воздухе два года до начала стройки. Тот камень, который за это двухлетие будет поврежден непогодой, пойдет на фундамент, остальной же, оказавшийся неиспорченным, пойдет для надземной части здания как испытанный природою и могущий сохранить свою прочность…»

При строительстве Колизея использовалось три вида бетонов, которые отличались только наполнителем. Для фундамента шел бетон с наполнителем в виде лавовых осколков, раздробленных до массы не тяжелее фунта. Наполнитель для стен делали из известняковой щебенки, а для сводов – из пемзы и легкого туфа.

«Блюда из бетона» имели совершенно разный «вкус». Скажем, бетоны, из которых делали полы в публичных учреждениях, в 10 раз превышали по прочности бетоны, из которых изготавливались менее нагруженные конструкции, например, стенки бассейнов в термах. Зато последние были из водонепроницаемого бетона. Такой бетон римляне делали, добавляя в раствор в качестве наполнителя битый или молотый кирпич. Водонепроницаемый бетон применялся ими в сырых местах, для отделки водопроводных каналов, при производстве чанов для винных фабрик и для засолки рыбы.

Кроме кирпичного наполнителя использовали и дробленые вулканические породы, которые находили вокруг Везувия. Такой бетонный раствор мог схватываться, то есть каменеть, даже под водой, поэтому из него строили портовые сооружения – пирсы, дамбы, волнорезы…

Как же выглядел древнеримский цементный завод? Это известно совершенно точно. С одной стороны, подробные описания производства оставили нам Витрувий, Пиний Старший, Палладий и Марк Порций Катон (прекрасно известный моему читателю по книге «Судьба цивилизатора»). С другой стороны, археологи откопали римские печи для обжига известняка. Печи оказались точь-в-точь такими, какими их описывали античные авторы… Помните, мы с вами совершили небольшую экскурсию по медеплавильному заводу энеолита, снабжавшему всю тогдашнюю ойкумену металлом?