Древнерусское зодчество: известь и растворы

П. А. Раппопорт.

Строительное производство Древней Руси (X-XIII вв.)

Храм Воскресения Христова в Иерусалиме

Основным связующим материалом, употреблявшимся в древнерусском строительстве, была известь. Получали ее путем обжига известняка в специальных печах. (В древнерусских письменных источниках упоминаются «пещи извистьныя» (Рорре А. Materiialy do slownika terminow budownictwa staroruskiego X-XV ww. Wroctaw, 1962. S. 50) До настоящего времени изучены лишь две такие печи домонгольского времени: в Киеве и Суздале.

В Киеве во время земляных работ на Ирининской улице были обнаружены круги обожженной докрасна материковой глины. Всего было отмечено шесть таких кругов. (Толочко П.П. Нове у вивченнi Киiва // Археологiя. 1978. Т. 26. С. 91.) Диаметр их около 2.5 м, расстояние между ними 5—6 м. Исследование показало, что это остатки печей для выжигания извести. Одна из печей сохранилась несколько лучше других и дала возможность судить о ее конструкции (рис. 35, 36). (Толочко П.П., Гупало К.М. Розкопки Киева у 1969-1970 pp. // Стародавнiй Киiв. Киiв, 1975. С. 22; Новое в археологии Киева. С. 343.)


Рис. 35. Печь для выжигания извести. Киев. План и реконструкция. По П.П.Толочко и К.М. Гупало	Рис. 37. Печь для выжигания извести. Суздаль. Разрез, план и реконструкция. По А.Д. Варганову
	Рис. 36. Печь для выжигания извести. Киев

Печь имела форму цилиндрической шахты с внутренним диаметром 2.6— 2.7 м. Стенки ее сложены из кирпичей на глине. Размер кирпичей 3.5—4 х 25-29 х 33—35 см. Толщина стенок около 60 см, т.е. в два кирпича. Сохранились стенки на высоту 14 рядов кирпичей. Изнутри стенки ошлакованы от действия огня. С южной стороны в нижней части печи размещалось устье шириной 0.8 м, немного расширявшееся наружу. Боковые стенки устья тянутся на расстояние 1 м; их высота 30—40 см. Дно печи глиняное, прожженное на глубину 5 см. На высоте 70—80 см от дна внутренние стенки имеют уступ (на приведенном в публикации чертеже этот уступ не показан). В заполнении печи найдены куски ее стенок — битые кирпичи и блоки плинф на глине. Ниже лежал толстый слой извести и кусков известняка. Известь имелась и вне печи, перед ее устьем: «Раскопки около челюстей показали, что обожженная известь выгружалась через них». (Толочко П.П., Гупало К.М. Указ. соч. С. 23.) По-видимому, данная печь была брошена невыгруженной.

Печь расположена примерно в 150—200 м от Софийского собора и в 50—60 м от безымянной церкви на Ирининской улице, т.е. в южной части «города Ярослава», над Крещатицким оврагом. Датировка печи по археомагнитному методу — 40-е гг. XI в. (Там же. С. 24.) Судя по формату кирпича, скорее можно говорить о середине или даже второй половине XI в.

В Суздале в 1959 г. также была обнаружена печь для выжигания извести (рис. 37). (Варганов А.Д. Указ. соч. С. 51.) Она находилась на территории детинца, в 20 м от северо-западного угла Рождественского собора. Сохранилась только половина печи. Печь представляла собой круглую шахту, имевшую внутренний диаметр около 3 м. Стенки ее были сложены из кирпичей на глине и сплошь ошлакованы от действия сильного огня. Размер кирпичей 3.5—4 х 20 х 37 см. По-видимому, при постройке печи употребляли сырцовые кирпичи, а обожглись они уже в процессе ее эксплуатации. Дно печи — материковая глина, сильно прожженная. На высоте 50—60 см от дна располагался уступ шириной 40 см. Стенки и основания имели толщину около 75 см. В дне печи находилась канавка, а перед топкой — яма глубиной 1.2 м. В яме лежали бревна — остатки настила или, вернее, упавшее крепление стенки ямы. Сама топка не сохранилась. Снаружи печи отмечено наличие ям от столбов, вероятно, деревянного навеса. Дно и стенки изнутри печи были белыми от приставшей извести. Близ печи отмечены скопление угля и осколки белого камня — известняка, в том числе кусок полуколонки. Там же имелись зола, обожженная глина, культурные остатки. По предположению А.Д. Варганова, производившего раскопки, котлован для печи первоначально достигал в глубину около 2 м. По размеру и характеру обработки кирпичи печи близки таковым Мономахова собора. На этом основании Варганов датировал печь рубежом XI—XII вв. (Очевидно, для переработки в известь шли бракованные белокаменные детали. Это обстоятельство ставит под сомнение датировку А.Д.Варганова, поскольку Мономахов собор был, по-видимому, целиком кирпичным.) Отсутствие в заполнении печи более поздних находок свидетельствует, что после употребления она была специально засыпана.

Обе печи, как киевская, так и суздальская, расположены вблизи тех сооружений, для стррительства которых предназначалась известь, т.е. непосредственно на строительной площадке.

На соседних с Русью территориях известковообжигательные печи были изучены в слоях конца XIII—XIV в. близ Старого Орхея и в Белгороде Днестровском. (Чеботаренко Г.Ф., Бырня П.П. Археологические раскопки ус. Бравичены в 1956 г. // Изв. Молд. фил. АН СССР. № 4 (70). С. 47-49; Кравченко А.Л. Указ. соч. С. 130.) Печи круглые; некоторые из них цилиндрические, другие слегка расширяются книзу. Диаметр печей в Старом Орхее очень невелик: всего 0.9—1.25 м; диаметр печи в Белгороде 2.5 м. Стенки печей не кирпичные, а глиняные, хотя возможно, что белгородская печь была облицована камнями. Устье орхейской печи № 1 имело ширину около 50 см, а перед устьем размещалась предпечная яма. Во всех печах на дне найдены слои извести.

Для. сравнения можно указать, что известковообжигательные печи конца XIII-начала XIV в. известны также по раскопкам в Уэлсе (Англия). (Craster O.E. A Medieval limekiln at Ogmore Castle // Archaeologia Cambrensis. Cardiff, 1950. Vol. 101, pt 1. P. 72. Средневековые известковые печи Венгрии см.: Muller R. On lime kilns found in Hungary // Research in industrial archaeology in Hungary. Veszprem, 1981. S. 65; Albeker M. Medieval lime-kilns at the road N 61 in Kaposvar // Ibid. S. 72.) Эти печи круглые, сложенные из камней насухо. Внутренний диаметр их около 2 м, книзу они несколько сужаются. В отдельно стоящих печах толщина стенок почти 2 м, а в печах, врытых в холм, — всего 30 см. В нижней части печей имеется по два отверстия, расположенных одно против другого. Известь здесь выжигали из местного известняка или мела, а горючим служил местный каменный уголь.

К сожалению, принцип функционирования древнерусских известковообжигательных печей остается не вполне ясным. Печи такого типа могли иметь два варианта. В первом случае печь действовала периодически (так называемая непроходная печь), во втором — была непрерывно действующей («проходная» печь). (Крупский А.К. Известь // Энциклопедический словарь / Брокгауз и Ефрон. СПб., 1894. Т. 12 А, [кн.] 24. С. 828-830; Davey N. A history of building materials. London, 1961. P. 97-100.) В «непроходной» печи над топочной камерой делали свод из крупных известняковых камней. Этот свод служил как бы решеткой, на которую загружали более мелкие куски известняка. Обжиг в такой печи продолжался около 3—5 дней (вместе с загрузкой и охлаждением после обжига), затем печь выгружали. В «проходной» печи над топочной камерой размещалась решетка, поверх которой укладывали чередующиеся слои угля и известняка. При обжиге известь сквозь решетку попадала вниз и выгребалась через устье, а сверху загружался новый слой. Для прохождения известняка от загрузки сверху до выгребания извести требовалось около недели. При такой системе работы печи в извести оказывалось большее количество углей, чем при обжиге в «непроходной» печи. (Davey N. Op. cit. P. 100.)

По какой системе работали древнерусские печи, судить трудно. Уступ на внутренних стенках, который отмечен как в киевской, так и в суздальской печах, мог служить для укладки решетки (если печь работала как «проходная»), но мог быть предназначен и для опоры пят каменного свода (при «непроходной» печи).

О производительности древнерусских известковообжигательных печей данных пока нет. Попытки сравнивать их с печами XVII в. не могут помочь в этом отношении, поскольку поздние печи значительно крупнее. (См., например, приходно-расходные книги Тайного приказа за 1666 г.: Русская Историческая библиотека. СПб., 1904. Т. 23. Стб. 736.)

Известь, полученную в результате обжига, «гасили» в специальных творильных ямах. Остатки такого творила были вскрыты при раскопках у недостроенной церкви в Волковыске. (Зверуго Я.Г. О строительном материале храма XII в. на Волковысском замчище // Тез. докл. на конф. по археологии Белоруссии. Минск, 1969. С. 161.) Здесь слой извести толщиной более 1 м лежал на площади более 50 м2 в 20—25 м к северо-западу от фундамента храма. Есть сведения, что известковая яма была обнаружена и в Чернигове, в 12—15 м от здания терема. (Холостенко Н.В. Черниговские каменные княжеские терема XI в. // Архитектурное наследство. М., 1963. Т. 15. С. 11.)

Для приготовления строительного раствора могла быть использована известь разного качества. Химический анализ дает возможность подсчитать так называемый гидравлический модуль извести, определяющий ее характер. (Дементьев К.Г. Технология строительных материалов. Киев, 1912. С. 326; ВолженскийА.В., Бурое Ю.С., Колокольчиков B.C. Минеральные вяжущие вещества. М., 1973. С. 143.) Высокий гидравлический модуль означает, что известь жирная. Понижение модуля свидетельствует о том, что известь менее жирная. При низком модуле можно говорить о серой извести. Характер извести определялся прежде всего исходным материалом, из которого ее выжигали. Из чистого известняка получалась жирная известь, а из известняка с глинистыми примесями — серая. Последняя, полученная при соблюдении определенных технологических условий, обладает способностью схватываться во влажной среде. Поэтому такую известь именуют гидравлической, в отличие от жирной, которая называется воздушной. (Лямин Н.Н. Воздушная известь как строительный материал. СПб., 1906. С. 4.)

Анализ извести различных древнерусских строительных растворов показал, что в фундаментах, заложенных во влажную почву, нередко используется не гидравлическая, как следовало ожидать, а воздушная известь. Наоборот, в стенах, где гидравлические свойства извести не нужны, часто применена гидравлическая известь. Более того, известны памятники, в которых на соседних участках стены, находящихся в совершенно одинаковых условиях влажности, использована известь разного качества — от воздушной до сильногидравлической. Видимо, древнерусские строители совершенно не учитывали гидравличности применяемой извести, и характер этой извести зависел исключительно от того, из какого исходного материала ее выжигали. (Медникова Е.Ю. К вопросу о качестве извести в древнерусских строительных растворах // КСИА. 1982. Вып. 172. С. 89.) Если же в карьере были прослойки известняка разного состава, то естественно, что каждая следующая партия извести могла иметь другой гидравлический модуль.

Строительные растворы Древней Руси изучены еще очень плохо. Анализы выполнялись в крайне незначительном количестве и по разной методике, что в ряде случаев не позволяет .сравнивать их между собой. Попытка разработать наиболее оптимальную методику анализов и провести анализы серий памятников была сделана лишь в начале 80-х гг. (Медникова Е.Ю., Раппопорт П.А., Селиванова Н.Б. Древнерусские строительные растворы // СА. 1983. № 2. С. 152. Имеется также отдельная публикация растворов смоленских памятников: Медникова Е.Ю., Раппопорт П.А., Селиванова Н.Б. Изучение древнесмоленских строительных растворов // КСИА. 1978. Вып. 155. С. 44.) Поэтому характеристика древнерусских строительных растворов пока может быть дана только в самой общей и предварительной форме.

Заполнителем растворов Киевской Руси является цемянка, т.е. мелкотолченая керамика. Использование цемянки в качестве заполнителя — прием, широко применявшийся в византийском зодчестве и имевший древние традиции, восходящие к античности. (Витрувий (I в. до н.э.) писал, что добавление к раствору битой и просеянной черепицы улучшает качество этого раствора (см.: Витрувий. Десять книг об архитектуре. М., 1936. С. 46) В киевских растворах XI в. и в растворах Переяславля — это специально обожженная и затем размолотая глина. В дальнейшем, к концу XI в., в качестве цемянки начинают употреблять наряду со специально обожженной глиной также мелкотолченый кирпичный бой. (Нестеренко Т.Е. Дослiдження будiвельних розчинiв i плiнф пам’яток архiтектури стародавнього Киева X-XII ст. // Археологiя Киева: Дослiдження i матерiали. Киiв, 1979. С. 124.) В XII в. специально обожженная глина применяется уже редко, а используют почти исключительно кирпичный бой. С точки зрения экономичности, это было несомненно очень выгодно, поскольку позволяло с пользой употребить брак кирпича. Кроме того, цемянка, изготовленная из кирпичного боя, дает как правило, более крупные фракции заполнителя, чем специально обожженная глина. Наличие же крупных фракций заполнителя уменьшает усадку при твердении и обеспечивает раствору большую стойкость от растрескивания. (Следует отметить, что добавление цемянки в качестве заполнителя рекомендовалось даже в XIX в. (см.: Урочный реестр по части гражданской архитектуры или описание разных работ, входящих в состав каменных зданий. СПб., 1811. С. 59) Правда, заменяя мелкие керамические фракции более крупными, строители теряли другое преимущество: цемянка переставала играть роль гидравлической добавки, придававшей раствору гидравлические качества, т.е. способность схватываться во влажной обстановке. Очевидно, это качество раствора древнерусские строители не считали необходимым.

Все растворы памятников Киева, относящихся к XI—началу XII в., являются известково-цемяночными. Известковая вяжущая масса составляет не менее 50 %. Таким образом, отношение вяжущего к заполнителю в данных растворах от 1:1 до 2:1, т.е. растворы чрезвычайно жирные. Этим они резко отличаются от современных известковых растворов, где соотношение обычно 1:3. Количество песка в киевских строительных растворах очень невелико: обычно всего от 1 до 5 %. Это позволяет предполагать, что песок вообще искусственно не добавляли, а попадал он в раствор лишь как следствие засоренности извести или из толченого кирпича.

Растворы памятников древнего Переяславля, относящихся к концу XI в., отличаются большим, чем в Киеве, количеством глинистых частиц, иногда составляющих до 30 % всего раствора. (Наличие большого количества глинистых частиц, по-видимому, является следствием добавки в качестве заполнителя очень мелко толченного мергелистого известняка. Втаком случае карбонатные добавки при анализе не выявляются, ибо их учитывают вместе со связующим, процентное соотношение которого тогда оказывается несколько завышенным.) В остальном переяславльские растворы близки киевским: основной компонент их заполнителя — цемянка, а количество песка очень мало (большей частью до 1 %). В отличие от киевских растворов количество известкового связующего здесь иногда снижается до 30 %.

Растворы различных архитектурных школ XII в. имеют существенные различия. Ближе всего к киевским растворам XI в. стоят растворы полоцких памятников. Здесь заполнитель — тоже почти исключительно цемянка как в крупных, так и в мелких фракциях. Чуть ли не всюду в мелких фракциях присутствует очень небольшое количество песка, хотя в отдельных образцах раствора храма-усыпальницы количество песка доходит до 10 % заполнителя. Кроме того, в мелких фракциях почти везде встречаются глинистые частицы в количестве 7—8 % заполнителя.

Растворы памятников Волыни отличаются тем, что в качестве заполнителя кроме цемянки использован мелкотолченый мел. Соотношение этих составных частей заполнителя различно: иногда количество цемянки больше, чем мела, иногда наоборот. В отдельных случаях мел (карбонатный заполнитель) даже полностью заменяет цемянку. Песка в растворах, как правило, очень немного, хотя в растворах фундаментов количество песка иногда довольно значительно.

В смоленских строительных растворах заполнитель состоит из двух основных частей: цемянки и песка. Цемянка, представляющая собой кирпичный бой, составляет обычно от 40 до 80 % заполнителя, песок — от 15 до 40 %. В заполнителе ведущую роль играют крупные фракции. Так, фракции крупнее 1 мм составляют 30—40 % всего раствора. Большое значение имеет фракция, соответствующая современному стандарту гравия или щебня (более 5 мм), составляющая от 10 до 30 % всего раствора. Соотношение крупных и мелких фракций связано в первую очередь с составом заполнителя, поскольку крупные фракции это главным образом цемянка, а мелкие — песок. В смоленских растворах часто встречаются кусочки угля.

В новгородских растворах в заполнителе очень мало песка, но зато в мелких фракциях довольно значительное количество глинистых частиц: обычно около 10 % от состава всего раствора, т.е. не менее 20 % заполнителя. В отдельных случаях, в особенности в памятниках конца XII в., количество глинистых частиц еще больше — до 24 % от всего раствора. Цемянка представлена главным образом крупными фракциями, в основном крупнее 1 мм.

Совершенно иной характер имеют растворы памятников владимиро-суздальской архитектуры. В заполнителе здесь практически полностью отсутствует цемянка, отдельные ее включения не превышают 1.5 %, а обычно еще меньше. При этом цемянка представлена тощей, слабообожженной глиной; очень вероятно, что эта примесь попадала в раствор вместе с известью. Основной компонент заполнителя — песок, составляющий 70—80, иногда даже 99 % всего заполнителя. Кроме того, почти всюду есть глинистые частицы, порой составляющие 2—3 % раствора, а в отдельных случаях значительно больше. Количество известкового вяжущего во владимиро-суздальских растворах больше, чем в Киеве, — около 80 %; лишь в нескольких случаях отмечены растворы, в которых вяжущего около 50 %. (Впрочем, при анализах не всегда удается отделить известковую вяжущую массу от мелких частиц известнякового заполнителя. Поэтому процент вяжущего может оказаться несколько завышенным.)

Особое место среди владимиро-суздальских растворов занимают растворы Мономахова собора в Суздале, близкие растворам Киева и Переяславля. Вяжущее здесь составляет 55 %, а в заполнителе основным компонентом является цемянка (64 % заполнителя); количество глинистых частиц больше, чем в Киеве, — почти 33 % заполнителя; песок имеется в ничтожном количестве.

Растворы древних галицких памятников похожи на владимиро-суздальские. Количество связующего в них обычно около 60 %, хотя иногда меньше, снижаясь в отдельных случаях до 43 %. Заполнитель — песок и глинистые частицы, при этом песка обычно больше, чем глины, но в ряде случаев их равное количество, а иногда глины даже больше, чем песка. Среди растворов древнего Галича резко выделяются растворы Успенского собора, где связующее — гипс, а заполнитель — дробленый алебастр. Так же как в Смоленске, во владимиро-суздальских и галицких памятниках в растворе обычно присутствуют кусочки древесного угля.

Совершенно особое положение занимает раствор церкви Благовещения в Витебске, поскольку кладка здесь с применением плинфы, а заполнитель — исключительно песок, без примеси цемянки.

Общей особенностью всех русских растворов домонгольского времени является их очень большая жирность: количество связующего составляет обычно более 50 % раствора, доходя до 70 и даже 80 %. Наиболее тощие растворы, встречающиеся довольно редко, имеют не мене 30 % связующего, т.е. соотношение связующего к заполнителю 1 : 2. Состав вяжущего всюду известковый или глинисто-известковый, изредка известково-глинистый.

П. А. Раппопорт.

Строительное производство Древней Руси (X-XIII вв.).

Читать по теме:

Posted in Архитектура,История архитектуры,Строительные материалы

Tagged with Древнерусское зодчество

ТехЛиб СПБ УВТ

Древнерусское зодчество: известь и растворы

Читать по теме: