Основы исторических конструкций и материалов

Реставрация и реконструкция зданий и сооружений

 

Санкт-Петербург

2020

Министерство образования и науки

Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный

Архитектурно-строительный университет

 

ИСТОРИЧЕСКИЕ КОНСТРУКЦИИ

или

СТРОИТЕЛЬНОЕ ИСКУССТВО

 

 

Архитектурно-строительные конструкции и теория конструирования

Основы исторических материалов и конструкций

Реставрация и реконструкция зданий и сооружений

Часть 1. Исторические строительные материалы

Учебное пособие

 

Санкт-Петербург

2020

 

УДК

ББК

           

 

 

Рецензенты:

Заяц И.С.,

       Исторические конструкции или строительное искусство. / Часть 1. Исторические строительные материалы. / Учебное пособие. – СПб.: СПбГАСУ. – 2020

 

Введение

 

Настоящее учебное пособие составлено для курсов: Архитектурно-строительные конструкции и теория конструирования, часть 4 – Исторические конструкции; Основы исторических конструкций и материалов; Реставрация и реконструкция зданий и сооружений. В основу пособия легли адаптированные тексты технической и учебной литературы рубежа XIX – XX вв., в частности, материалы руководства к возведению фабричных, гражданских и сельских строений Густава Кирштейна, профессора рижского политехнического института, которые были изданы в Риге издательством Н. Киммеля в 1904 г.

Техническая литература была представлена широким спектром в XIX веке, что связано было с развитием индустриального производства и процессом научной систематизации. В основном, это были справочные руководства для проектирования и строительства зданий и сооружений. Широкой популярностью пользовались «Гражданская архитектура» Крассовского 1851 г., «Гражданская архитектура» Романовича 1895 г., «Самоучитель строительного искусства» Скрябучинского 1890 г. и др.[1]

 Первая часть пособия посвящена историческим строительным материалам.

В тексте сохранены устаревшие, но распространенные в XIX веке классификации материалов, термины и меры измерения. Это может помочь читать архивные тексты и описания при исследовании и изучении памятников архитектурного наследия.

 В Приложение вошли таблицы с характеристиками материалов, применяемых в строительстве XIX – начала XX вв., а также нормальные типы прокатного железа русского и германского сортамента, которые часто применялись в России в строительной практике.

 

 

ЧАСТЬ I. ИСТОРИЧЕСКИЕ И ТРАДИЦИОННЫЕ

СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

 

 

Строительные материалы традиционно разделялись на три группы:

 

Основные материалы

Связывающие материалы

Вспомогательные материалы

 

 

 

Первые описания исторических строительных материалов и рекомендации к их применению были сделаны Витрувием в трактате «Десять книг об архитектуре». Представленная классификация сформировалась к XIX веку и сохранялась до начала XX-ого.

 

Контрольные вопросы к Ведению

 

1. На какие группы традиционно делились строительные материалы?

2. Что относится к основным строительным материалам?

3. Какие основные материалы использовались с незначительной обработкой?

4. Какие материалы использовали для организации строительных производств?

5. Перечислите основные исторические связывающие материалы.

6. Что относилось к сопутствующим материалам в строительстве и как они назывались?

 

Глава 1. Основные строительные материалы

 

Раздел 1. Естественные камни

Естественными камнями называли скопления минеральных частиц, обладающих значительной силой сцепления, залегающие большими, сплошными массами, которые могли выходить на поверхность. К ним же относили отдельные глыбы и булыги, или булыжники небольших размеров.

По виду соединения минеральных частиц каменные породы делились на кристаллические и обломочные. В первом случае мине­ральные частицы связаны кристаллически, а в другом механически каким-либо связывающим веществом. Каменные породы, которые состоят из частиц только одного минерала, назывались простыми, если из частиц разных минералов – сложными, и подразделялись на:

▪ Простые каменные породы.

▪ Сложные каменные породы.

▪ Обломочные каменные породы.

     В природе они встречались различными образованиями и поэтому разделялись на две главные группы: массивы или массивные каменные породы и слоистые каменные породы.

В связи с дорогостоящим процессом обтесывания камней, предпочитали использовать в строительстве необработанный или колотый камень. Тесали камни только для отдельных частей здания: цоколей, ступеней лестниц, оконных и дверных наличников, колонн, карнизов и т. п.

Камень, выломанный кусками разной величины, неправильной формы и не требующий особенной предварительной притески, назывался бутовым камнем; такой камень, который выламывался слоями толщиной от 4 ¹/₂" до 9" (от 11 до 22 см), назывался бутовой плитой.

Для строительства выбирались только те естественные камни, которые обладали достаточной степенью сопротивления механическому давлению и атмосферным влияниям, которые зависели от химических и физических качеств, свойств камня. Предпочитали использовать камни из старых и разработанных каменоломен, с уже известными характеристиками. Перед использованием камня из новых разработок, обязательным условием являлось их исследование и опытное испытание, что выполнялось по опубликованным справочникам и руководствам.[2]

Хороший, возможный к использованию в строительстве камень должен был обладать достаточной твердостью, сопротивлением давлению, большим удельным весом и однородностью плотного мелкозернистого строения. Также тщательно определялась степень выветривания камня под воздействием атмосферных изменений. Явление выветривания непосредственно связано с водопоглощаемостью. Проникая в камень, вода при замерзании увеличивается в объеме, что ведет к разрушению каменной кладки. В настоящее время это явление называется морозобоем. Качественный строительный камень не должен впи­тывать в себя воды более 1/20 собственного веса, быть устойчивым к образованию на своей поверхности любых окисей, лишайников, мха или каких-либо других повреждений.

По составу естественные камни бывают: известковые, кремнистые и глинистые.

 

Известняки

Главную составную часть известняков представляет углекислая известь. Механическими примесями являются глинозем, кремнезем, металлические окиси, органические и смолистые вещества. При воздействии кислоты, известняки вскипают, а чистая известь растворяется. При этом от высокой температуры выделяется углекислота, и известняк превращается в жженую известь, которую называли живой или едкой известью или кипелкой, которая активно поглощает влагу окружающего воз­духа и постепенно распадается. Поэтому известняки предпочитали не употреблять для частей зданий, где существовала возможность соприкасаться с кислотами, солями и высокими температурами, например, для устройства сточных канав или для устройства печей.

По строению известняки делились на две основные группы: кристаллические и плотные.

Кристаллический известняк. Мрамор, или известковый шпат, кристаллически-зернистого строения. В чистом виде мрамор белого цвета, благодаря различным примесям имеет различные окраски. В северном, холодном климате из-за выветривания, в основном использовался в интерьерах.

Плотный или обыкновенный известняк. Широко применялся в строительстве; в виде бутового и булыжного камня очень часто использовался для устройства фундаментов и стен малоэтажных зданий. На изломе плотные известняки имеют «плоскораковистую» или «занозистую» структуру, а окра­шены чаще всего равномерно в желтоватый, буроватый, серый, синеватый и зеленоватый цвет. Известняки имеют различные свойства и названия, благодаря различным примесям. Для строительства чаще всего использовались кремнистые и глинистые, месторождения которых довольно широко распространены в России.

Известковый туф состоит из смеси углекислой извести и глины, представляющей пористую чешуйчатую структуру разного цвета. Очень устойчив к воздействиям атмосферных явлений и использовался при строительстве всех частей зданий, а также обжигался для получения жженой извести.

Мергель или рухляк представляет собой смесьуглекислой извести, глины и песка. В зависимости от состава, мергель называется известковым или глинистым. В твердом состоянии, как каменная порода, он редко используется в строительстве из-за высокой степени выветривания. Но при обжигании из мергеля получается высокого качества гидравлическая известь.

Мел –землистый известняк. В чистом виде – мягкий, нежно-белого цвета, с матовым, землистым изломом; посторонними приме­сями окрашивается в разные оттенки. В основном использовался для обжигания извести. Месторождения мела в России встречаются довольно часто.

Доломит –известняк с магнезией и примесями «закиси» железа, кремнезема и смолы. По внешнему виду похож на известняк, но более твердый. Под действием соляной кислоты труднее вскипает и медленнее в ней растворяется. Неко­торые виды представляли отлич­ный строительный материал, хорошо сопротивляющийся выветриванию, как в воде, так и на воздухе. При обжигании давал хорошую гидравли­ческую известь.

Г ипс – образуется соединением из­вести и серной кислоты с содержанием кристаллизационной воды, имеет довольно много разновидностей из-за разнообразного состава. Из-за незначительной твердости не использовался в качестве строительного ка­мня, но в обожженном состоянии и в виде порошка применялся в качестве примеси к известковому раствору для оштукатуривания потолков и вытягивания карнизов. В процессе об­жига гипс теряет часть кристаллизационной воды и превращается в порошок. Смачивая водой, получали тестообразную, быстро твердеющую массу. Обжигали гипс при температуре не более 150° С.

Таблица 1. Естественные камни

Известняки

	Кристаллический известняк или мрамор
	Плотный или обыкновенный известняк
	Известняковый туф
	Мергель или рухляк
	Мел
	Доломит
	Гипс

 

1.2  Гранит

       Гранит состоит из кварца, полевого шпата и вкраплением в виде листочков слюды; кристаллически-зернистого строения. Граниты встречаются в месторождениях большими массами или отдель­ными глыбами, преимущественно серого или красноватого цвета. Серый гранит тверже, плотнее и крепче красного. Гранит, очень устойчивый к влиянию атмосферы, но из-за сложности обработки использовался пре­имущественно в естественном виде. В обтесанном виде употреблялся для цоколей, ступеней лестниц и т. п. Для сельскохозяйственных построек или мостовых гранит использовали как строительный камень, исключительно в виде булыжников. Также, в виде щебня применялся для шоссейных работ. Каменоломни для разработки гранита были в Финляндии, Сибири, на Урале, Кавказе и во многих регионах Евро­пейской России.

1.3 Гнейс

         Гнейс похож на гранит и состоит также из кварца, полевого шпата и слюды, которая присутствует слоями, что придает «сланцеватую», слоистую структуру этому материалу и делает его хрупким. Гнейс выветривается легче гранита и как строительный камень, в основном, не использовался. Широко распространен в России.

1.4 Cиенит

         Представляет смесь из минералов ортоклаза и роговой обманки, зернистого строения, черновато-зеленоватого цвета с вкрапленными пятнами. Как строительный материал, особенно его мелкозернистый разновидности, которые отличаются исключительной твердостью и прочностью, широко применялся в строительстве.

1.5. Порфир

Состоит из полевого шпата и кварца и представляет собой мелкозернистую структуру красновато-серого, серого, зеленоватого и синеватого цвета с отдельными светлыми и темными вкраплениями. Применялся для изящной отделки зданий, а также в виде щебня для шоссейных работ.

Базальт

Серовато-черный или серый базальт состоит из авгита с небольшой примесью полевого шпата, мелкозернистой и однообразной плотной структуры. Разные виды базальта отличаются от достаточно твердых образцов до легко выветриваемых. Применялся в основном для мостовых и шоссейных работ и водяных соору­жений.

 

Таблица 2. Естественные камни

Массивные породы

	Гранит
	Гнейс
	Сиенит
	Порфир
	Базальт

Из обломочных каменных пород в строительствеприменялись следующие:

Песчаники

Состоят из отдельных округленных или угловатых зерен кварца, величиной от булавочной головки до горошины, соединенных между собой связывающим минеральным веществом. В зависимости от связующего, определяющего основные свойства песчаника, различают кремнистый, глинистый, известковый и мергельный. Например, кремнистый песчаник использовался для строительства стен, а глинистый применялся преимущественно для устройства печей. Для увеличения прочности песчаник после просушки окрашивали серой масляной краской, жирными маслами или растворимым стеклом. Мягкий в природе и легко обрабатываемый, под действием атмосферных влияний постепенно твердеет. При применении его для кладки стен необходимо укладывать в том же положении, в каком камень находится в каменоломне, чтобы направление давления оставалось неизменным по отношению к строению камня

1.8  Эрратические камни или дикари

       Предста­вляют обломки разных горных пород, перенесенные из первоначального места нахождения потоками воды или сформированные из морских или речных отложений. Поэтому, такие камни находятся чаще всего по берегам рек, а в северо-западной части России в значительном количестве на полях и в лесах. Дикари различны по размерам: от больших глыб, объемом в несколько кубических метров, до средних булыжников и мелких голышей, слегка закруглены. Первые раска­лывались для строительства клиньями или взрывом, а булыги использовались в том виде, в каком находятся в природе.

1.9   Гальки или голыши

Камень среднего промежуточного размера между гравием и мелким булыжником.

1.10 Гравий или хрящ

Состоит из мелких округленных или угловатых обломков разных горных пород в виде камешков, величиной от обыкновенного ореха до крупного зерна. Хрящ, размерами от ¹/₂" до 1¹/₂" (1,3 – 3,8 см) называется мелким, от 1¹/₂" до 2¹/₂" (3,8 – 6,35 см) — средним и от 2¹/₂" до 4" (6,35 – 10,16 см) — крупным. Камни более крупных размеров называют булыжниками.

1.11  Песок

Состоит преимущественно из отдельных зерен кварца, полевого и извест­кового шпата и чешуек слюды. Зерна бывают закругленными, угловатыми и даже пылеобразными. Песок залегает в оврагах или находится по берегам рек и морей. Он использовался как основная составная часть в из­вестковом растворе. По крупности зерна песок разделяли на мелкий, средний и крупный, с поперечником зерна не больше ¹/₁₀"',¹/₂"'и 2"' (0,25, 1,27 и 5,1 мм). При поперечнике зерна от 2"' до 4"' (5,1 – 10,16 мм) песок называется хрящеватым.

Таблица 3

Обломочные каменные породы

	Песчаники
	Эрратические камни или дикари
	Гальки или голыши
	Гравий или хрящ
	Песок

 

 

1.12  Глинистый сланец

Являлся важнейшим материалом в строительстве. Представитель глинистых каменных пород состоит из слоистой массы, в состав которой входят глинозем и кремнезем, как главные составные части, и, дополнительные примеси такие как известь, полевой шпат, углерод; тальк, окись железа, серый колчедан и иногда смолы. Безсодержания кварца, талька и углеродаи без примесей серого колчедана и окиси железа глинистый сланец, черного и серого цвета, широко использовался как кровельный материал. Кровельный сланецколется на очень тонкие пластинки, не пропускающие воду. Аспидные плиты дли кровли правильной и неправильной формы имели разные размеры. Сланец, который кололся на плиты толщиной от 1¹ / ₂ " до 2" (3,8 – 5,1 см) применялся иногда дляобшивки стен в роскошно устроенных конюшнях.

1.13 Глина

Широко распространенный материал в различных областях, в том числе в строительстве. По составу представляет водный силикат глинозема со случайными примесями извести, магнезии, закиси железа и других веществ, окрашена чаще всего в синеватый и красноватый цвет. Среди разных видов глины в строительном деле применялись кирпичная, огне­упорная и гончарная. Желтая и красноватая глина, имеющая многочисленные примеси: песок, слюду, соединения железа, - называется суглинком. Суглинок с примесью углекислой извести образует лёсс. Супесок или супесь – смесь глины и песка с преобладанием последнего. Глина также делится на жирную, в которой песок отсутствует или есть в небольшом количестве, и тощую, если в ее состав входит песок. Тесто из глины, смешанной с водой, представляет собою более или менее пластичную, липкую и тягучую массу, легко принимающую любую форму, сохраняющуюся при высыхании. Пластичность глины зависит от присутствия в ней непластичной массы, поэтому жирная глина практически всегда пластична, а тощая мало-пластична или непластична. При попадании в воду, она вновь превращается в тесто. Жирная глина при быстром высыхании легко трескается, чего можно избежать, прибавив к ней песок. Тощую глину можно превратить в жирную способом отмучивания, удаляя примеси и песок. Традиционно «распускали» (размачивали) глину в ящике или чане до состояния мутной воды, непрерывно взбалтывая; потом давали отстояться, при этом ка­мешки и крупнозернистый песок оседал. Затем спускали мутную воду в ящик, устроенный в земле, в котором она также отстаивалась. Через некоторое время сливали воду и получали в виде осадка более или менее жирную глину. Качество глины можно было повысить повторением процесса.

Под воздействием высоких температур, глина приобретает твердость камня, но, как и при высыхании, из-за потери воды,  значительно уменьшается в объеме: жирная от ¹/₁₂ до ¹/₈ в линейном измерении, тощаянемногоменьше.

Кирпичной глиной называли тощую глину, смешанную с песком; она применялась пре­имущественно для производства кирпичей. Неко­торые разновидности глины при обжиге становятся огнеупорными и использовались для устройства печей.

Таблица 4.

Глинистые породы

	Глинистый сланец
	Глина

 

Раздел 2. Искусственные камни

 

В связи с дороговизной выработки, транспортировки и обра­ботки естественных камней, применяли их для строительства гражданских зданий в виде бутового и тесаного камня редко, за исключением близости месторождений. Предпочтение отдавалось ис­кусственным камням, кирпичу, который мог изготавливаться из глины, известково-песчаной массы, бетона, цемента, шлака, пробкового дерева, ксилолита и других веществ. Преимущество такого материала заключалось в относительной дешевизне их изготовления, в правильной форме в виде параллелепипеда, что позволяло при производстве кладки соблюдать законы так называемой перевязки и делало кладку прочнее. Кирпичи также были легче и удобнее в работе, что определялось их «сручностью». Одним из важных свойств кирпича является также низкая теплопроводность.

Изготавливались кирпичи в заводских условиях, но в зависимости от потребностей, могли устраиваться и временные производства.

 

2.1 Кирпичи из глины

Использовались обожженные и необожженные кирпичи, которые высушивались только на воздухе.

Обыкновенный обожженный кирпич изготавливался из кирпичной глины, которая добывалась непосредственно из ее месторождений. Незначительная примесь окиси железа придает кирпичам при обжиге красноватый цвет. При содержании в глине более 5% в мелкозернистом виде углекислой извести, глина становится легкоплавкой, и кирпич из нее расплавляется на поверхности и недостаточно прочен. Такой кирпич применяли для полов сырых подвальных помещений, хлевов и тротуаров. Растительные примеси в глине способствуют пористости кирпича, присутствие мелких камней ведет к растрескиванию. Слишком жирная глина при обжиге трескается, из слишком тощей получается слабый и рыхлый кирпич. Качество глины, которая должна быть пластичной, легко принимающей форму, не трескающейся при высыхании, меняли, добавляя в нее песок или другие примеси, или удаляя их. Пригодную для изготовления кирпичей глину смачивали водой и мяли ногами или специальными глиномятными машинами. Формовали кирпич ручным способом или прессом. Но считалось, что, несмотря на более гладкую форму после пресса, такой кирпич получался более хрупким и легко раскалывающимся при ударе молотком. Более качественным, без брака, кирпич получался в специальных печах.

По степени обжига различали три основных сорта кирпича:

а. сильнообожженный кирпич, так называемый железняк, на расплавленной поверхности которого появляется стекловидный блеск.  Он не впитывает воду, очень прочен, стоек к перепадам температур, но достаточно хрупок и плохо сцепляется с кладочным раствором. Железняк использовался для выстилки полов, кладки фундаментов, отводных желобов, ям и всех частей здания, соприкасающихся с водой.

б. средне-обожженный кирпич, или красный, обжигался в средней части печи, имел равномерную и прочную матовую окраску, был стоек к атмосферным явлениям, отлично связывался с раствором. Использовался широко в строительстве для любых частей здания в сухих местах.

в. слабо-обожженый кирпич, или алый, получался в верхних слоях печи, с матовой поверхностью, но пачкающей руки. Не очень прочный и не выдерживающий больших нагрузок, не выдерживающий действий атмосферных явлений, использовался в основном для кладки внутренних, не несущих стен, дымовых каналов и труб.

Разного сорта кирпичи получались при обжиге одной партии из-за невозможности обеспечить одинаковую температуру в печи. Цвет кирпича также зависел от разных примесей в глине и мог быть от светло-желтого до темно-красного, но в основном, это не влияло на его качество. Размеры кирпича могли быть также различны. Основным правилом являлось отношение размеров ширины и длины кирпича 2:1 с учетом толщины кладочного шва. Урочным положением определялись стандартные размеры обыкновенного кирпича: длина – 6 вершков (26,5 см), ширина – 3 вершка (около 13 см), толщина 1,5 вершка (6,5 см). Изготавливались и другого размера кирпичи, как по своим габаритным размерам (рис.1а), так и для лучшей перевязки в кладке, среди них были:

- трехчетвертные, длина которых составляла чуть меньше ¾ длины стандартного с учетом шва (рис.1б);

- половинчатые, которые могли быть половинками целого, как в поперечном, так и в продольном направлении. В случае продольного деления, они назывались «продольными половинками» (рис. 1в, 1д);

- четвертные, или «четверки», составляли четвертую часть целого кирпича с учетом трех швов кладки (рис. 1г).

Чаще всего такие виды кирпича изготавливали непосредственно на стройке путем обтесывания и с помощью специального обтесного молотка, но иногда, при расчете кладочных схем, они могли

1а  1б 1в 1г 1д  1е 1ж 1и   1к

заказываться на производство.

 

Рис.1. 1а – стандартный кирпич, 1б – трехчетвертной кирпич, 1в – половинчатые или «половинки», 1г – четвертные или «четверки», 1д – продольные половинки, 1е – 1к – пустотелые кирпичи. [10, табл.]

 

Кроме обыкновенного кирпича применялись другие сорта:

Клинкер

Сильнообожженный кирпич, поверхность которого вследствие расплавления верхнего слоя покрывается глазурью из-за примесей кварцевого песка и извести или толченого обожженного кирпича, водонепроницаем.

Пористый кирпич

Облегченный кирпич, в котором при обжиге образуются поры за счет сгорания до 50% примесей бурого угля, древесных опилок, пакли или других растительных веществ. Из-за недостаточной прочности, но легкости и плохой теплопроводности использовался для заполнения фахверкового каркаса, кладки перегородок и ненагруженных сводов.

Пустотелый или полый кирпич. Кирпич со сквозными отверстиями в продольном и поперечном направлении, аналогичен пористому (рис. 1е, 1ж, 1и, 1к).

Огнеупорный кирпич. Использовался для внутренней кладки печей, выдерживающей высокие температуры. Изготавливался из огнеупорной глины с примесью кварцевого песка или толченого кварца. В случае применения в соотношении 1:2 просеянного шамотного порошка, т.е. толченого фарфорового муфеля, сосуда для помещения в печь обжигаемых фарфоровых изделий, кирпич получался высокого качества и назывался «шамотовым» (шамотным) кирпичом. Такие кирпичи изготавливались разных видов и размеров. Раствор для кладки представлял ту же массу, из которой изготавливались кирпичи, в мягком, необожженном состоянии.

Черепица. Считалось, что это кирпич особенной формы, служащий для покрытий крыш. Черепицы изготавливались разнообразных сортов. Более распространенные были следующие:

а. Плоская черепица. Называлась также прямой или бургундской и представляла собою тонкую прямоугольную доску с закругленном или заостренным нижним концом. На нижней поверхности, у самого верхнего края прикреплялся шип, нос или ключ, служащий для навешивания черепицы на обрешетку крыши. Размеры плоской черепицы были различны: длиной 9¹/₂″, 12″, 14″ (24,13; 30,48; 35,56 см), соответственно шириной  8″, 10″, 6″ (20,32; 25,4; 15,24 см), толщиной ¼″, ⁵/₈″ (0,64; 1,59 см) и более (рис 2а).

б. Желобчатая черепица, голландская или фламандская (рис. 2б). С волнистым поперечным сечением и разных размеров, чаще всего длиной 141/2″ (36,8 см) и шириной 9″ (22,86 см). На покрытие конька использовалась конусообразная черепица, которая называлась «охлупною» (рис.2в), длиной от 14″ до 15″ (35,56 – 38,1 см), 6″ и 8″ (15,24 и 20,32 см) в поперечном направлении на концах и 5/8″ (1,59 см) толщиной.

 

2а                      2б                    2в

Рис.2. Черепица. 2а – плоская черепица, 2б – желобчатая черепица, 2в – конусообразная черепица. [10, табл.]

 

с. Шпунтовая и фальцевая черепица. (Рис.3).Конструктивная особенность заключалась в том, что на разных концах этой черепицы находились шпунт и перо, которое вставлялось в шпунт верхнележащей, уже закрепленной на обрешетке, что обеспечивало плотное прилегание черепиц друг к другу.

Для производства черепицы применялся качественный материал, который обеспечивал повышенную стойкость к воздействию атмосферных явлений.

 

Рис.3. Шпунтовая черепица. [10, табл.]

Круговой или радиальный кирпич. Изготавливался для кладки дымовых труб, колонн, колодцев. Имеет клинообразный вид и на противоположных концах дугообразную форму. Часто изготавливались пустотелыми, разных размеров.

Печной кирпич. Изготавливался разных размеров и видов:

а. Собственно печной кирпич размерами 5х2,5х1 в вершках, 8³/₄″х 4³/₈″х1³/₄ в дюймах (22,5х11,13х4,45 см).

б. Полистовый кирпич для кладки дымоходов размерами 5х2,5 х³/₄  в вершках, 8³/₄″х 4³/₈″х1⁵/₁₅ в дюймах (22,5х11,13х3,34 см).

в. Кабанчик – облицовочный кирпич с двумя отверстиями с обратной стороны для крепления проволокой к основной кладке размерами 5х2,5х1¹/₂ в вершках, 8³/₄″х4³/₈″х2⁵/₈ в дюймах (22,5х11,13х6,675 см).

Клинчатый кирпич. Клинообразной формы, применялся для кладки сводов.

Карнизный или лекальный кирпич. Карнизному или лекальному кирпичу, в зависимости от характера архитектурного оформления, придавали различные профили и часто делали пустотелыми для уменьшения веса.

Половые плиты. Обычно изготавливались квадратной формы и различных размеров для выстилки полов.

 

4а        4б          4в           4г        4д

Рис. 4. 4а – 4 в – карнизный кирпич; 4г – 4д – лекальный кирпич. [10, табл.]

 

Признаки качества кирпича. Хороший обожженный кирпич формы прямоугольного параллелепипеда должен иметь ровные грани и прямые, острые кромки, одинаковый цвет; под ударом молотка он должен издавать звук чистый, звонкий и высокий; не должен иметь трещин и, брошенный на кучу других кирпичей, должен оставаться целым. Излом хорошего кирпича должен быть раковистый с острыми ребрами и однородной мелкозернистой структуры без пыли.

Кирпич, погруженный в воду на 24 часа, не должен впитывать ее в себя больше ¹/₁₅ собственного веса. Хороший кирпич легко обте­сывается молотком, плохой под ударом молотка растрескивается.

К черепице предъявлялись требования более высокие.

Степень выветривания кир­пича проверяли опытным путем, увлажняя и замораживая попеременно в зимних условиях. Свойства и характеристики кирпича хорошего качества при этом не должны были меняться.

К изделиям из обожженной глины относились также изразцы и разного вида гончарные трубы.

Изразцы представляют собой глиняные плиты, покрытые с одной стороны белой или цветной стекловидной глазурью, а с другой имеют коробку, так называемую рюмку или румпу. Раз­меры обычных изразцов составляли 10"х7" (25,4 х 17,8 см), а полуторных 15"х12¹/₂" (38,1 х 31,75 см).

Гончарные трубы изготавливались разных размеров и форм. Отводные трубы, за исключением дренажных, всегда покрывались глазурью.

 

2.2 Необожженные кирпичи

2.2.1 Необожженные кирпичи из глины, которые называли сырцом, калыпом, воздушным или сушенным кирпичом (или просто сушняком) различали трех видов;

a. Обыкновенный сырец, изготавливался из глины с песком.

b. Саманный кирпич, из глины с примесью соломы или мякины.

c. Лемпач. Так называли сырец из смеси глины, соломы и навоза.

Все эти кирпичи высушивали на открытом воздухе до такой степени, чтобы содержание воды в них было не больше содержания воды в воздухе.

a. Обыкновенный сырец плохо сопротивляется действию сырости, и стены, сложенные из него, могли легко размываться дождевой водой, стекающей с крыши. В основном он использовался только для устройства внутренних стен, печей и дымовых труб. Размеры были различны: могли быть такие же, как и у обожженного кирпича или больше. Более распространенным был кирпич с размерами 9 х 4¹/₂ х 3 вершка (40,05 х 20,025 х 13,35 см).

b. Саманный кирпич изготавливался, предпочтительно, из жирной глины и чернозема. Приготовление массы происходило осенью, складывая свежевскопанную глину в кучи средней высоты вблизи места постройки. Наверху кучи делали углубления, в которые периодически наливали воду. Кучи оставались на открытом воздухе в продолжение всей зимы, чтобы все органические вещества, находящиеся в глине, сгнили, а землистые и глинистые комья, которые могли содержаться в массе, распались под действием воды и морозов. Весной к массе прибавляли воду, мяли ее ногами, постепенно примешивая при этом понемногу резаную солому, длиной от 3" до 5" (7,6 – 12,7 см), прутики, хворост и т. п., приблизительно до ¹/₅ всего объема. Количество примесей зависело от качества глины и определялось опытом. Кирпичи формовали в формах без дна и крышки. Размеры их были различны, часто довольно большие, например, 9 х 4¹/₂ х 8 вершков (40 х 20,025 х 35,6 см). Хороший саманный кирпич не трескался, находясь продолжительное время на открытом воздухе. При благоприятной погоде кирпич отвердевал в течение трех дней, а уже на пятый день его использовали в кладке. Прочность стен из саманного кирпича была довольно высокой.

с. Лемпач изготавливался из глины, соломы или осоки и из конского или коровьего навоза. К очень жирной глине добавляли песок.

Глины……………………………14 частей,

конского навоза ………………...15    

соломы или осоки ………………..15  

песка …………………………….7   

Все составляющие складывали в одну кучу, в обозначенном порядке, и промачивали водой. Затем переминали массу, перемешивая ее тщательно лопатами. Когда смесь превращалась в однородную массу, ее собирали в кучу и давали пролежать около двух суток. Потом смесь снова переминали ногами, поливая ее водой, до густого состояния, такого же, как и для обожженного кирпича.

Саманные кирпичи не использовали для кладки печей и дымовых труб, так как примешанные к глине органические вещества могли гореть.

Размеры этих кирпичей такие же, как и у других воздушных кирпичей.

Земляной кирпич. В странах, где нет лесов, достаточного количества глины и камня, производство глиняного кирпича было дорого из-за высокой стоимости топлива, для изготовления кирпичей, применялась любая земля, в которой было мало песка, за исключением торфяной и болотистой. Тесто для земляного кирпича готовилось из очищенной от корней, соломы и других посторонних, подверженных гниению, примесей, с добавлением песка, глины и воды. Потом смесь мяли ногами, коровами или лошадьми, пока не получалась однородная масса, из которой формовали кирпичи сильным прессованием ручным или машинным способом. Для изготовления земляного кирпича также применялся снаряд в виде обыкновенного «копра с бабой», изобретенный г. Изнаром (рис 5). В нем сжималась обыкновенная земля в формах до плотности камня, превосходящей, как гово­рили, даже плотность раковистого известняка и обожженного кирпича среднего качества, причем его прочность год от года увеличивалась. Кирпичи, изготовленные с применением снаряда г. Изнара, имели размеры 8 x 4 x 4 вершка (35,56 х 17,