100 великих технических достижений древности - Анатолий Сергеевич Бернацкий
Стоить отметить, что градостроители Месопотамии для украшения дворцов и храмов применяли кирпич, покрытый глазурью различных цветов: голубого, желтого, белого или коричневого. Но при этом преобладающим был голубой. Так, знаменитые ворота Иштар и стены Дороги процессий, которые к ним вели, были покрыты синими глазурованными кирпичами. А получали их следующим способом. Сначала вырезали рельефы на кирпиче, а затем его погружали в специальные деревянные формы с глиняной массой. После этого на подсушенные кирпичи наносили жидкую глазурь и обжигали в печах. При этом слой из глазури достигал толщины одного сантиметра и был настолько прочным, что поверхность ворот сохранилась в течение многих веков. Голубой, золотистый и другие цвета получали, добавляя в бесцветную глазурь различные металлы. Тем не менее первая глазурованная керамика была получена в Древнем Египте. Об этом свидетельствуют фрагменты купола из поливных сине-голубых плиток, найденных в ступенчатой пирамиде Джосера, которая построена около 2560 года до н. э.
Однако многие столетия основным строительным материалом в Древнем мире был сырцовый кирпич. Из него возводили крепостные стены, жилые дома и монументальные здания: храмы, дворцы, пирамиды. Например, в городе-государстве Ур в Междуречье, которому в начале II тысячелетия до н. э. отводилась роль главного города Южной Месопотамии, ширина оборонительных стен, построенных из необожженного кирпича, составляла 27 метров. Защитная стена из кирпича была сложена и в Древнем Вавилоне.
Этруски, которые в I тысячелетии господствовали на территории Апеннинского полуострова, не только строили свои святилища из сырцового кирпича, но и украшали их терракотовыми деталями. При этом кирпич в постройках того периода уже приобретает более привычную для нас продолговатую форму.
Кладка ворот Иштар синими глазурованными кирпичами
Но уже за три тысячелетия до нашей эры египтяне стали кирпич обжигать. Это подтверждают и древние манускрипты. А так как сырцовый кирпич имел низкую устойчивость к влаге, он стал вытесняться более долговечным керамическим, который получался после обжига сырцового.
Сначала обожженный кирпич использовался в декоративных целях: например, для облицовки храмовых платформ, дворцов. Позже – при сооружении очагов, печей, горнов и т. д. А в городах хараппской цивилизации он стал основным строительным материалом. В то же время в Египте обожжённый кирпич не имел широкого распространения до тех пор, пока его не завоевали римляне.
Но уже с конца I тысячелетия до н. э. обожженный кирпич становится важнейшим строительным элементом и в античном мире. Так, с I века до н. э. кирпичная кладка широко использовалась в Древнем Риме: в частности, при строительстве форумов с храмами и базиликами, амфитеатров, императорских дворцов, терм и т. д.
Возможно, читателю будет интересно узнать, что в китайской провинции Хунань при раскопках погребений династии Восточная Хань (25—220) археологи нашли древний кирпич с надписью на поверхности: «Покупайте мои кирпичи. Они принесут счастье и стоят совсем недорого». То есть это была своего рода реклама.
Античный цемент и бетон
За всю свою длительную историю человек создал немало искусственных материалов: шелк, алмазы, рубины и изумруды. Тем не менее намного большее влияние на развитие цивилизации оказал искусственный камень – бетон. Ведь современную жизнь очень трудно представить без таких сооружений, как небоскребы, мосты, железные дороги. Но как раз-то бетон и составляет их основу.
Люди научились делать его очень давно. Некоторые специалисты полагают, что большинство гигантских пирамид – не что иное, как искусственный камень, то есть древнейший в истории человечества бетон. А взять тот же легендарный древнеегипетский Лабиринт. Ведь его стены, которым 5,5 тысячи лет, тоже были сделаны из бетона. Из бетона вылиты древнейшие сооружения Мексики, некоторые участки Великой Китайской стены, древнеримский Пантеон…
Вообще же первый бетон был получен 5−6 тысячелетий назад. Этот факт ученые установили в ходе археологических раскопок древнего поселения Ланескси-Вир возле реки Дунай на территории бывшей Югославии. Именно здесь в одном из домов ученые обнаружили залитый бетоном пол. Это была ровная и прочная поверхность толщиной 25 сантиметров, которая к тому же не пропускала влагу и неплохо сохраняла тепло. Получился же такой бетон после того, как древний человек смешал гравий и красноватую местную известь…
Римский Пантеон представляет собой выдающуюся бетонную постройку Античности
Саму же идею получения бетона человеку, скорее всего, подсказала природа. Возможно, однажды кто-то самый сообразительный заметил, что если некоторые породы подвергнуть воздействию высокой температуры, смолоть их в пыль, а затем перемешать с гравием и добавить определенный объем воды, то в результате получается клейкая масса. Когда же она какое-то время пробудет на солнце и высохнет, то превращается в твердый искусственный камень. А если эту вязкую массу залить в определенную форму, то получится фрагмент прочной стены.
Основная функция бетона – связующая и укрепляющая. Значит, в его состав должны входить соединения, которые при взаимодействии и создадут эти качества. Поэтому в различных регионах земли и в разные эпохи виды бетона отличались друг от друга, причем, весьма существенно. Хотя в качестве вяжущих веществ использовались в основном глина и жирная почва.
Самым же лучшим бетоном считается древнеримский. И действительно, анализ его проб показал, что он по прочности превосходит не только другие виды бетона той эпохи, но и многие современные марки. Что же касается состава древнеримского цемента, то исследователи установили, что римляне использовали намного меньше извести и получали цемент при температуре 900 градусов Цельсия.
Но и это не все достоинства античного бетона. И вот почему. Дело в том, что в середине минувшего столетия для конструкций, построенных из бетона, срок службы был рассчитан на 50 лет. И теперь многие из них находятся в предаварийном состоянии. В то же время наиболее современные бетонные здания могут простоять уже 100–120 лет. И тем не менее до некоторых римских сооружений, которые сохранились до настоящего времени, то есть спустя более 2000 лет после их введения в эксплуатацию, им еще очень и очень далеко.
Причина же столь невероятной разницы в том, что римский цемент представлял собой смесь извести и вулканических пород. А для морских сооружений применялся цемент, состоящий из смеси извести и вулканического пепла. Этот состав засыпали в деревянные формы, а затем добавляли морскую воду, которая моментально вызывала высокотемпературную химическую реакцию гашения извести. В результате получались очень прочные цементные блоки, в которых основным связующим веществом является не соединение кальций – силикат – гидраты (C-S-H), а кальций – алюминий – силикат – гидрат (C-A-S-H).
Еще более прочным получался бетон, который получается при воздействии щелочных растворов морской воды на вулканический пепел, в результате чего образуются кристаллы минерала алюминия-тоберморита. Именно они придают бетону удивительную гибкость. Под нагрузкой кристаллы не разрушаются, а деформируются, что и объясняет их необычные свойства.
Иначе говоря, древнеримский бетон, в отличие от современного, в своем составе имел алюминий и к тому же меньше кремния. Более того, для производства римского цемента требуются на 10 % меньше извести и более низкая температура.
Имея на руках такие убедительные цифры, специалисты уверены, что древнеримский рецепт можно с успехом применить и в наши дни. И это не только даст экономическую выгоду, но и снизит вред для окружающей среды.
Механизация строительства в древности
Вероятно, одним из древнейших механизмов следует считать
