Как можно скрепить камни между собой?

В детстве, несмотря на категорический запрет родителей, я любил гулять по стройкам. Помню, как один раз я свалился в большую бадью с цементом, за что потом получил заслуженное наказание. Да, весело тогда было! В общем, именно о цементе и будет мой комментарий.

Первые вещества для скрепления камней

Их история насчитывает порядка 5000 лет, а впервые искусственный раствор был применен при постройке галереи в Египте приблизительно в 4-м тысячелетии до н.э. Подобная технология скрепления камней применялась при строительстве Пантеона, Китайской стены и даже при создании фундамента в древних поселениях на территории Мексики. Это была смесь из нескольких вяжущих материалов:

• гипс;
• известь;
• глина.

Такая смесь обладает характерной особенностью — при контакте с воздухом начинается процесс ее отвердевания. Однако существует один недостаток — невысокая прочность таких материалов. Позже она была повышена путем добавления вулканической породы и обожженной глины, но долгие века единственным материалом скрепления камней был гипс, серьезным недостатком которого является крайне низкая водоустойчивость.

Цемент — вещество, которым можно скрепить камни

Он известен с 1820 года, когда при смешивании извести с глиной в определенной пропорции был получен материал с хорошими вяжущими характеристиками. В основном, этот материал применялся при строительстве набережных, где пригодились его водоупорные качества. В последствии материал получил хорошую оценку, и сегодня невозможно представить себе строительство какого-либо сооружения без цемента. Стоит отметить, что цемент — обобщенное название ряда материалов, которые объединены по ряду характерных признаков:

• они образуют единую вязкую массу с водой;
• порошкообразные;
• при высыхании переходят в камневидное состояние.

Когда цемент отвердеет, то ничто не заставит его вернуться в первоначальное состояние. Для его изготовления применяют бокситы, глину, известь и ряд добавок, которые в процессе обработки при огромных температурах преобразуются и приобретают необходимую прочность.

К вопросу о скреплении нескольких камней я подошел несколько нестандартно. Мой подход будет скорее научно-исследовательским, нежели полезным на практике в строительстве. Знать способы скрепления камней между собой без строительных смесей полезно для понимания физических свойств твердых тел, а также для создания максимально прочного соединения между камнями.

Что такое камни и как их можно соединить между собой

Когда люди начинали жить в первобытных общинах и от пещер с землянками стали переходить к рукотворным надземным жилищам, то для строительства применяли такие камни:

• песчаники;
• гипсы;
• базальт.

Все возможные дары горной породы задействовались во время возведения первых жилищ. Сегодняшнее строительство базируется все на тех же старинных правилах, только немного усовершенствовалось и стало очень масштабным.

Относительно научного подхода к скреплению камней хочу напомнить, что камень - это твердое тело. Все твердые тела имеют кристаллизованную форму или же пребывают в аморфном состоянии. Всем привычно наблюдать кирпичики своего дома в твердой (кристаллизованной форме), но они, как и любое другое твердое тело, имеют свою температуру плавления.

Кирпичи плавятся при температуре 1100 градусов. Если расплавить вместе пару кирпичей, а затем отлить их в форму, то на выходе получится один большой кирпич, он будет гораздо крепче, чем два кирпича соединенные вместе цементным раствором.

Египетские строители

О мастерстве египетских инженеров можно слагать легенды, чем собственно люди уже занимаются около 4,5 тысяч лет. Именно такой возраст имеет самая древняя пирамида.

Люди умудрялись без техники изготавливать в каменоломнях известняковые блоки весом от 2,5 до 42 тонн. Их перекатывали вручную до мест укладки.

Блоки имели идеально ровную геометрию, что исключало необходимость в использовании строительных растворов во время возведения пирамид, так как структура известняковых блоков вместе с их весом давала прочнейшее соединение. Плотность укладки настолько высока, что между блоков нельзя протиснуться даже бритвенному лезвию.