Известь

Материал этот, издавна применяющийся в архитектуре и живописи, получается обжигом горных пород известняков, со­стоящих главным образом из углекислой извести (углекислого кальция) и бОльших или меньших примесей, состоящих из окис­лов железа, марганца, магния, глины, кварцевого песка, слюды, графита, битума и угля. Количество и состав примесей и обус­ловливают цвет этой горной породы¹²¹.

Высший сорт извести получается обжигом белого мрамора, состоящего почти целиком из кристаллических зерен кальцита (известкового шпата).

Обжиг известняков ведется различными способами и с раз­личным топливом. Здесь применяются дерево, каменный уголь и пр. Для фресковой живописи пригодна лишь известь, получа­ющаяся только при древесном топливе, так как при обжиге камня с помощью угля известь переходит частично в гипс. Под продолжительным действием довольно высокой тем­пературы камень теряет воду и углекислый газ, уменьшается значительно в весе и обращается в так называемую «жженую», или «негашеную», известь, именующуюся также «кипелкою». Весьма важно, чтобы камень-известняк был в меру обожжен, т. е. чтобы все его части были освобождены от углекислого газа и чтобы, таким образом, в нем не было «недожога». При боль­шом содержании в известняке глины и излишка высокой темпе­ратуры получается «пережог» его. Недожженная и пережженная известь к употреблению негодна.

Чистая известь, т. е. содержащая незначительное количество посторонних примесей, обладает белым цветом, образует хоро­шее тесто и носит название «жирной извести», тогда как известь, в которой содержится от 30 до 45% магнезии, называется «тощей». В присутствии магнезии и глины известь лишена бе­лизны, и другие свойства ее также иные.

Во фреске обычно пользуются жирной известью, содержащей ничтожное количество магнезии. Позднейшее изучение фреско­вого дела, однако, указывает на то, что и тощая известь дает также в ней хорошие результаты, причем позволяет писать по свежей штукатурке значительно дольше, нежели жирная известь, так как «схватывает» медленнее. При исследовании фресковых росписей в Аугсбурге в их извести найдено большое количество магнезии, тем не менее живопись сохранилась прекрасно.

Жженая известь по извлечении ее из печи сохраняет форму камня, бывшую до обжига, и потому носит название «комовой». Ее необходимо предохранять от действия на нее влаги и угле­кислого газа, содержащегося в воздухе, для чего рекомендуется держать жженую известь в сухом помещении на каменном полу, засыпав ее слоем порошка сухой гашеной извести.

Жженая известь, т. е. безводная окись кальция, имеет спо­собность химически соединяться с водой, жадно поглощать ее даже из воздуха, причем она рассыпается — «гасится», отделяя большое количество тепла, и превращается «в гашеную известь» (или «морянку»), т. е. в водную окись кальция, сильно увели­чиваясь в объеме, в хороших сортах — в 3¹/₂ раза.

Известь хороших качеств, в меру и свежеобожженная, с трой­ным по весу извести количеством воды гасится очень быстро, развивая высокую температуру, и обращается в тестообразную массу тонкого мучнистого строения без крупинок и твердых кусков; известь пережженная не гасится вовсе, слабо обожжен­ная — медленно, даже годами.

Наилучший способ гашения извести есть тот, при котором она сразу смешивается с необходимым для этого количеством (дождевой или речной) воды, так как только в этом случае получается материал с тонкой мучнистой организацией и известь сохраняет всю свою вяжущую силу. Три весовые части воды на одну весовую часть извести есть максимум воды, необходимой в данном случае, причем все указанное коли­чество воды должно быть влито в сосуд перед погружением в него извести, так как при недостаточном количестве воды из­весть гасится неправильно и в результате получается зернистый материал, мало пригодный для дела.

На практике, однако, не всегда приходится иметь дело с без­укоризненным материалом, а обыкновенно одна из частей из­вести гасится скорее, другие медленнее, и потому принято за пра­вило выдерживать гашеную известь более или менее долго до употребления, так как только при таком условии можно быть уверенным в погашении всех ее частиц. Опасность употребления в дело не вполне погасившейся извести заключается в том, что не погасившиеся части ее погасятся позднее, причем, поглотив воду из воздуха и увеличиваясь в объеме, нарушат целость слоя штукатурки. Поэтому для большей гарантии прочности штука­турки рекомендуется обыкновенно употреблять в дело давно гашеную известь, пробывшую с водой не менее одного года.

Жженая и гашеная извести обладают следующими свой­ствами:

1. Они имеют едкий щелочной характер и потому изменяют растительные и некоторые минеральные краски, разлагают жи­ры, обмыливая их, вследствие чего разрушается и масляная живопись, написанная по непросохшей и невыстоявшейся шту­катурке.

2. С водой жженая известь образует известковое тесто, обладающее склеивающими свойствами; с большим количеством воды образует молочного цвета жидкость — «известковое моло­ко», при отстаивании которого получается прозрачная «изве­стковая вода», содержащая в себе растворенную известь. Во всех названных видах известь сохраняет свои вяжущие свой­ства.

Гашеная известь — единственный строительный материал, вяжущими свойствами которого давно уже пользуются не толь­ко в архитектуре, но и в живописи. Все прочие материалы (це­мент, гипс и т. п.) лишены этих свойств. Эта особенность гашеной извести вытекает из следующих ее свойств. Она способна растворяться в воде, причем 1 г извести растворяется прибли­зительно в 1¹/₂ литрах ее. В этом растворе гидрат окиси каль­ция под действием углекислого газа, находящегося в воздухе, переходит в углекислую известь, быстро образующуюся на поверхности воды, в которой растворена известь, а также изве­сткового молока, теста и известковых штукатурных раство­ров в виде пленки или корочки, наподобие льда. Гашеная известь, растворенная в воде, уподобляется, таким образом, мине­ральному клею, который способен связывать частицы красок, песчинки и т. п., в чем и заключаются ценные свойства из­вести.

Известковое тесто, применяемое для связи кирпича и состав­ления известковой штукатурки, не может быть употребляемо в цельном виде, так как при высыхании сильно уменьшается в объеме и вследствие этого растрескивается. Устранение этого недостатка извести достигается разъединением ее частиц с по­мощью примеси к ней в достаточном количестве посторонних веществ, простейшим из которых является песок. Составлен­ное таким образом тесто называется «известковым раство­ром».

3. Жженая известь при долгом хранении с доступом возду­ха, в зависимости от влажности его, более или менее скоро поглощает из него влагу и обращается в так называемую «пушонку», т. е. гашеную известь, которая обычно во фреске не применяется.

4. На воздухе гашеная известь верхним своим слоем погло­щает углекислоту и переходит в углекислую известь; вследствие этого при хранении извести в тонком слое с доступом воздуха значительная часть ее переходит в углекислую. Частое переме­шивание известкового теста и раствора содействует названному химическому процессу. Гашеная известь, содержащая в своем составе углекислую известь в количестве, не превышающем Уз или ²/₃ своего объема, дает особенно прочную штукатурку; при большом же ее количестве цементирующая сила гашеной извести заметно ослабляется.

5. При затвердевании гашеная известь сначала выделяет избыток воды простым испарением, затем остальная вода вытес­няется углекислотой, поглощаемой из воздуха, и, таким образом, водная -окись кальция переходит в углекислый кальций и обра­зует на поверхности кристаллическую корочку. Эта особенность извести и служит основой фресковой живописи.

Превращение едкой извести в углекислую возможно лишь при наличии воды (и влаги вообще); таким образом, известко­вый раствор, быстро потерявший воду (при естественной или искусственной сушке), не имеет прочной связи и легко рассы­пается в порошок.

6. Гашеная известь, сохраняемая с водой без притока возду­ха, остается без изменения неопределенное время и всегда при­годна для употребления в дело. Ее сохраняют также под зем­лей и в сосудах, наливая поверх теста известки воду и не давая последней выпариваться и замерзать. Засохнув и затвер­дев, известь делается непригодной для дела.

7. С казеином, маслом, сахаром, яичным белком и животным клеем известь образует нерастворимые соединения.

К сказанному о свойствах извести необходимо добавить сле­дующее.

Выше было указано, что для фресковых штукатурных работ принято пользоваться давно гашеной известью во избежание плохих результатов. Но так как не всегда, однако, можно иметь под руками старую известь, то необходимо знать, как следует поступать и в этом случае.

Рекомендуется пользоваться известью, приготовленной сле­дующим образом. Известь гасится чистой водой обыкновен­ным способом, после чего густое тесто ее помещают в пло­ские резервуары (из шифера) и, слегка прикрыв их, остав­ляют в покое на два месяца. Через этот промежуток времени известь уже годна для грубых работ, для более же тонких ее перемешивают, пропускают через волосяное сито и помещают в глиняные горшки, хорошо закрыв их, чтобы предохранить известь от дальнейшего поглощения углекислоты. Приготовлен­ная описанным образом известь употреблялась для работ при росписи фресками Лондонского парламента и дала хорошие ре­зультаты.

Для очень спешных работ рекомендуется поступать еще проще. Смешиваются три части тонкого порошка жженой извес­ти с двумя частями лучшего мела и замешиваются с водой, а затем пропускаются через волосяное сито. В таком виде известь готова и тотчас же употребляется в дело. На одну часть этой извести берется одна часть песка или толченого мрамора, на пять частей извести — три части пемзы. Медленный химический процесс образования углекислой извести в известковых раство­рах заменен в этом случае примесью к извести мела (т. е. угле­кислой извести). Для лучшего и скорейшего погашения жженой извести она превращается в мелкий порошок.

Находят, что со свежегашеной известью можно делать весьма прочную штукатурку, если прибавлять к ней в достаточ­ном количестве мел, или же, сделав раствор из нее, подвергнуть его до употребления на несколько дней действию воздуха, от поры до времени перемешивая.

Исходя из сказанного выше и личного опыта, автор предла­гаемого труда о фреске считает важнейшим условием для дости­жения в ней хороших результатов тонкое мучнистое строение употребляемой в дело извести, а потому и операция пропускания теста извести через волосяное сито всегда необходима.

ЦЕМЕНТ

Под названием цементов имеется ряд вяжущих материалов, широко применяющихся в строительном деле, причем они носят название гидравлических, т. е. не только не боящихся воды, но и вяжущих под водой. Таковы: романский, портландский, пуц­цоланский, шлаковый и бокситовый цементы. Здесь будет дано краткое описание лишь важнейших из них.

Портланд-цемент среди других цементов имеет наибольшее применение у нас в строительном деле. Главные составные части его: известь, кремнезем и глинозем. Он получается прокалива­нием горной породы, мергелей, состоящих из углекислой извести (25%) и глины (75%), но главным образом из искусственно составленной смеси извести и глины.

При прокалке названных веществ получается химическое соединение кремневой кислоты, извести и глинозема, сообщаю­щих цементу способность затвердевать при смешении с водой.

Будучи размолот в тонкий порошок и замешан с водою, цемент вскоре начинает твердеть, т. е. «схватывать», причем про­цесс этот протекает более или менее медленно и заканчивается приблизительно в 12 часов. Окончательное же отвердение порт­ланд-цемента наступает лишь через продолжительный промежу­ток времени. Исследование процесса затвердения цемента показа­ло, что и через 30 лет еще не все его частицы соединились с водой. Портландский цемент имеет разнообразное применение. Им пользуются в виде раствора, при желании повысить крепость сооружения, в каменных кладках, т. е. для связи камня и кир­пича. Он служит также для фабрикации искусственных кам­ней — бетона, — которые состоят из смеси цемента и песка, а также щебня (битого камня), гравия и гальки. Позднейшее при­менение его есть железобетон, т. е. бетон, усиленный железом. Железобетон есть новый строительный материал, являющий­ся достижением нашего времени. Он внес большие изменения в строительное дело вообще и в архитектурное в частности, вызвав в них новые, характерные для нашего времени оригинальные формы, свойственные только этому материалу. Применение железобетона весьма обширно. Он часто предпочитается камен­ной кладке и металлическим конструкциям при постройке различных зданий. Кроме того, он имеет самое разнообразное применение: при постройке мостов, дорог, бассейнов и пр.

В жилых зданиях, однако, вследствие своей большой тепло­проводности железобетонные стены у нас неприменимы, но в по­толочных перекрытиях, имеющих много конструкций, железобе­тон играет в настоящее время большую роль, с чем живописцу плафонов нельзя не считаться.

Обладая большими положительными свойствами, портланд­цемент в то же время имеет и серьезные недостатки, особенно с точки зрения стенописи. Помимо содержания извести, он редко бывает свободен от щелочей, которые поступают в цемент глав­ным образом из входящей в его состав глины. Штукатурки, ис­полненные с цементом, даже и после долгого выстаивания, бла­годаря этой особенности цемента не являются с химической точ­ки зрения нейтральными и требуют искусственной нейтрализа­ции.

Крупным недостатком этого строительного материала и с точки зрения строительства является способность цемента даже через большой промежуток времени под влиянием воды, посту­пившей так или иначе в цемент, тотчас же откладывать на поверх­ности цемента некоторое количество свободной едкой извести (гидрата окиси кальция), сохранившейся в цементе и не пере­шедшей в углекислую известь. Обращение свободной едкой из­вести в углекислую значительно замедляется в цементе благода­ря плотности и малой проницаемости цементной массы для углекислоты воздуха. Углекислые щелочи, находящиеся в цемен­те, под влиянием едкой извести переходят в едкие щелочи. Особенно опасен цемент для живописи на сырых стенах вооб­ще и стенах, в которые поступает почвенная влага, в ча­стности.

Пуццоланский цемент. В последнее время для по­вышения качеств портландского цемента практикуется примеши­вание к нему так называемых гидравлических добавок, т. е. веществ, соединяющихся со свободной известью, которая так отрицательно влияет на качество портланд-цемента. Обработан­ный таким образом цемент носит название пуццоланского це­мента, по качествам своим стоящего выше обыкновенного порт­ландского цемента. Он твердеет медленнее, чем портландский цемент, но превышает его по своей крепости.

Бокситовый цемент. Для самых ответственных стро­ительных работ в настоящее время стал применяться цемент, но­сящий названия: бокситовый цемент, алюминиевый плавленый цемент, или, наконец, глиноземный цемент, сравнительно недав­но изобретенный. По отзывам специалистов, этот цемент являет­ся самым лучшим из цементов, когда бы то ни было существо­вавших. Единственным недостатком является дороговизна его, что вполне понятно, так как он получается из алюминиевой руды, которая необходима для получения такого нужного металла, каким является алюминий. Применение бокситового цемента, та­ким образом, возможно лишь в исключительно ответственных случаях. Можно надеяться, что он будет применим и в технике стенной живописи.