Глава 7

Строительный раствор

В современном мире строительный раствор играет огромную роль в возведении здания, не важно, каменное оно или кирпичное, а значение цемента вообще трудно переоценить. Это естественным образом проистекает из того факта, о котором мы, кстати, уже упоминали, что все современные здания сооружаются из каменных блоков небольшого размера или из кирпичей. В связи с этим материал, помогающий связать их воедино, приобретает огромное значение.

Там же, где привыкли возводить гигантские сооружения из каменных блоков весом от пяти до пятидесяти тонн, связующая сила строительного раствора не имела практически никакого значения. Составные части зданий скреплялись за счет трения, возникающего под тяжестью их собственного веса.

Египетские каменщики никогда не считали строительный раствор цементирующим составом, а некоторые из наиболее серьезных исследователей египетских методов строительства, похоже, этого не понимают. Сэр (тогда еще просто мистер) У.М.Ф. Питри, описывая облицовку Великой пирамиды, утверждает следующее: «Мы несколько раз измеряли ширину швов между камнями облицовки. Их средняя ширина на северо-восточной стороне пирамиды составляет 0,02 дюйма, следовательно, среднее отклонение поверхности камня от прямой линии и от истинного квадрата составляет всего 0,01 при длине стороны 75 дюймов. Такая точность аналогична точности современной оптической поверочной линейки такой же длины. Эти швы, имеющие площадь около 35 квадратных футов каждый, были не только гладко обтесаны, но и сцементированы. Хотя блоки укладывались на расстоянии ¹/₅₀ дюйма друг от друга, то есть фактически в тесном соприкосновении, а среднее значение стыковой щели составляло ¹/₁₀₀ дюйма, строители все-таки ухитрялись заполнить его цементирующим раствором, несмотря на огромную площадь шва и вес камня, достигавший около 16 тонн. Одна только укладка блоков встык представляет собой ювелирную работу, но проделать ее с зацементированными швами представляется вообще невозможным».

Тем не менее каменщикам помогал укладывать блоки друг на друга строительный раствор, которым покрывали поверхность предыдущего слоя кладки. Без него египтянам вообще не удалось бы уложить ни одного камня. Но строительный раствор помогал не только соединять слои каменных блоков, он играл не менее важную роль в обеспечении прочности здания, поскольку нижние слои высоких каменных стен должны были выдерживать огромный вес. Необходимо было добиться, чтобы каждый предыдущий слой кладки равномерно поддерживал слой, который клали сверху. В противном случае каменные блоки растрескались бы. Слой медленно застывающего строительного раствора обеспечивал ровную поверхность, равномерное распределение веса и сохранение прочности кладки.

На севере Англии, в Девоншире, и на Шотландской низменности можно хорошо изучить методы каменной кладки и способы скрепления относительно крупных блоков. С помощью раствора создается ровная поверхность и облегчается «сборка» стен – это строительный термин, обозначающий размещение камней в точно намеченных местах, иными словами, раствор играет здесь роль смазки. Очевидно, что, если тяжелый блок уложить без прослойки, которая позволяет немного пододвинуть его туда, куда нужно, мы не получим хорошей «сборки». Для создания кладки из блоков любой величины необходимо использовать смесь, имеющую консистенцию сливочного масла, – иными словами, крем из извести, который в качестве цементирующего элемента не представляет собой никакой ценности. На юге Англии эта кремообразная смесь называется «тонкой смесью» или «маслом», а на севере – «смягчителем».

Строительный раствор египтян состоял из гипса и песка с большим содержанием различных примесей. Мистер А. Лукас, бывший директор химического департамента при египетском правительстве, утверждает, что ему ни разу не попадалась в Египте настоящая известь. Она появилась здесь только в римские времена. Он объясняет это тем, что производство извести требует гораздо более высоких температур, чем преобразование гипса в штукатурку, которая повсеместно использовалась в строительстве в качестве раствора. В стране, подобной Египту, которая не имеет запасов древесины, экономия дров приобретала большое значение. Лукас проанализировал состав необработанного гипса, применявшегося египтянами, и получил такие результаты:

Лукас исследовал также состав смеси, которую использовали в качестве цементирующего раствора, и определил, что она также сильно отличается в разных образцах. Он изучил 15 образцов, взятых со статуи Сфинкса, из пирамид Гизы и Карнака, и получил следующие результаты:

Как будет показано в главе 9, у египтян не было талей для подъема блоков. Они перемещали их с помощью катков и поднимали рычагами. Поэтому раствор играл в египетском строительстве первостепенную роль – без него невозможно было бы установить блоки в нужное место. При облицовке пирамид крупными блоками необходимо было обладать большим опытом, чтобы определить толщину прослойки, на которую укладывались блоки, чтобы они прилегали друг к другу с просветом всего ¹/₅₀ дюйма. Если для приготовления смеси использовать чистый гипс, то он очень быстро затвердевает, но в Египте гипс содержит много примесей, и этот процесс замедляется. Один из авторов этой книги провел эксперимент и установил, что после укладки блока на полужидкий строительный раствор нужно было очень быстро установить его в нужное положение. Об этом не следует забывать тем, кто хочет узнать, как же на самом деле создавалась каменная кладка.

Рис. 31. Нижняя поверхность абаки одной из колонн (№ 46) Большого гипостильного зала в Карнаке, снятая для реставрации. Строительный раствор находился в местах, помеченных буквой М

Итак, для установления блока в нужное положение без раствора обойтись было нельзя, а вот в швах он был не обязателен. Единственная роль, которую он здесь выполнял, – это заполнение небольших отверстий и придание боковым швам такого же вида, какой имели горизонтальные швы. Возможно, его заливали в стыки и для того, чтобы туда не попали семена растений и не раскололи потом своими корнями края блоков. Если бы египтяне попытались заполнить узкие швы густым раствором, им пришлось бы приложить большие усилия, а у них не было для этого специальных приспособлений, особенно если учесть, что камень надо было успеть поставить на отведенное ему место, пока раствор не затвердел. Более того, вряд ли они захотели бы усложнить и без того трудный и деликатный процесс.

Рис. 32. Римская кладка на острове Филэ, на которой видны выемки в швах, сделанные для того, чтобы их можно было заполнить раствором

Они согласились бы на это только в том случае, если бы не надо было вкладывать дополнительный труд. Вероятнее всего, строительный раствор нужной концентрации тонким слоем наносился на край стыка непосредственно перед тем, как камню придавали нужное положение. Возможны еще два других варианта: раствор могли заливать в швы уже после того, как блоки были уложены, или он сам просачивался в промежутки между ними при укладке следующего слоя, однако трудно поверить, чтобы он мог просочиться в такую узкую щель. При изучении южной пирамиды в Дахшуре и пирамиды Униса в Саккаре было обнаружено, что между некоторыми парами блоков, по-видимому, никогда не было раствора, хотя, чтобы убедиться в этом наверняка, надо вытащить их из кладки и разъединить.

Рис. 33. Римская кладка на острове Филэ, на которой видны открытые боковые швы

Камни Великой пирамиды сильно источены временем, но благодаря этому мы можем наблюдать, как древние строители использовали строительный раствор, и изучить его состав. Блоки, находящиеся внутри пирамиды, обтесаны очень грубо и не всегда тщательно пригнаны друг к другу. Были обнаружены большие щели, частично заполненные смесью некрупных обломков камня и строительного раствора весьма невысокого качества. Сомнительно, чтобы он имел большую связующую силу, но, залитый в большие щели между блоками, способствовал укреплению всей массы здания.

Рис. 34. На римской колонне в Калабше видно углубление в верхней части ее барабана и желобки для удаления лишнего строительного раствора

Когда в 1899 году колонны Большого гипостильного зала в Карнаке упали, их камни разъединились и лежали на земле и частично друг на друге, словно огромные головки сыра. Благодаря этому стало хорошо видно, как использовался строительный раствор. Пока камни лежали на земле, ожидая, когда за них возьмутся реставраторы, одному из авторов удалось их изучить. Некоторые колонны пришлось разобрать, ибо хотя они и не упали, но так сильно наклонились, что спасти их от гибели можно было, только заново переложив их. Когда с верхнего барабана сняли абаку колонны (№ 46), пролежавшую на нем около 3000 лет, мы увидели, что довольно толстый слой строительного раствора не покрывает равномерно весь нижний стык, а сосредоточен только в двух местах (рис. 31, М, М). Остальная часть основания абаки не касалась камня, на котором она лежала. Поверх абаки лежал массивный монолитный архитрав, опиравшийся на все колонны зала, а на нем покоились тяжелые плиты перекрытия зала. По всем законам физики абака должна была расколоться, но ее масса оказалась достаточной, чтобы выдержать неравномерность давления, возникшую из-за экономии строительного раствора.

Рис. 35. Барабан колонны в Калабше. Ее верхняя часть была стесана, чтобы можно было залить туда известковый раствор. Римский период

Цементный раствор появился только в римские времена, и тогда возникла совершенно новая технология заполнения швов. На острове Филэ в кладке восточной части входа в святилище блоки соединены «ласточкиными хвостами» и скреплены нагелями, а отверстие для нагеля специальным желобком соединено с квадратной выемкой в шве. Вероятно, строительный раствор заливали туда уже после того, как блоки устанавливались на свое место (рис. 32).

Рис. 36. Нижний блок капители колонны в Калабше. Римский период

В камнях карниза, который венчает стены в этой части храма, канал между внутренней частью и верхом кладки имеет форму двух треугольных выемок в одном из камней, образующих шов (рис. 33). Небольшие желобки, описанные нами, могли служить для заливания раствора, но скорее всего они были предназначены для удаления его излишков при установлении блоков на отведенное им место. В Калабше, во внешнем дворе, расположенном между пилоном и залом, верхушки барабанов колонн имели в центре небольшое углубление с шероховатой поверхностью для заливания раствора, а по бокам барабана были проделаны бороздки для удаления его излишков (рис. 34). По ним никоим образом нельзя было залить раствор внутрь, из чего можно сделать вывод, что описанные выше желобки также служили для вывода излишков раствора. В том же самом храме можно увидеть барабаны колонн без углублений наверху. Их поверхность относительно ровная, а на расстоянии нескольких сантиметров от края проделаны небольшие отверстия (рис. 35). Но на всех этих колоннах нижняя часть барабанов была относительно гладкой и не имела углублений для раствора. В Калабше в некоторых блоках, образующих нижнюю часть капителей больших колонн, видны два канала, в сечении напоминающие треугольники, которые проходят сверху вниз по шву (рис. 36). Такие каналы делались, вероятно, для того, чтобы раствор приобрел форму нагеля.

Раствор, по-видимому, распределялся по поверхности руками, и в некоторых местах четко видны следы пальцев. Нет никаких доказательств, что в древние времена он распределялся с помощью мастерка, хотя инструмент для штукатурных работ, действовавший по тому же принципу, дошел до наших дней (фото 62).