Важнейшие работы об искусственных каменных (силикатных) материалах принадлежат советским ученым: проф.. Н.. Н. Смиркову (изучение петрографии силикатного кирпича) и проф. А В Волженскому (теория гидротермической обработки строительных материалов в автоклавах). Если к тому же отметить ценные практические руководства по производству кирпича, т будет справедливым утверждать, что в теории и практике данной области Советский Союз стоит на первом месте в мире.
Советские специалисты значительно расширили области производства и применения силикатных материалов; ими разработаны способы получения ряда новых строительных материалов. Это облицовочные силикатные плиты, особо легкие материалы—пеносиликат, созданный лауреатом Сталинской премии И. Т. Кудряшевым.
4.3. Вяжущие вещества.
Изобретение так называемого портландцемента, обладающего большей прочностью, чем известь, и способностью твердёть в воде и послужившего поэтому основой для железобётона, формально во всей мировой литературе приписывается английскому каменщику Аспдину, получившему патент в конце 1824 г. Однако это неверно и объясняется незнанием и зама работ русских людей. Простейший цемент изготовлялся в России уже в Х’У веке, а в 1817—1825 гг. в Москве начальник военно-рабочей команды Е. Г. Челиев изготовлял из искусственной смеси извести и глины, сильно обжигая ее и размалывая с добавкой гипса, цемент уже сравнительно высокого качества.
Е. Г. Челиев завершил свои работы опубликованием в 1825 г. книги, содержавшей не только практические данные, но и научное обоснование способа; изготовления цемента. Несомненно, что для производства и применения цемёнта в строительстве и создания книги потребовалось несколько лет. Следовательно, цемент был изготовлен в России до 1824 г., и приоритет его открытия принадлежит нашей стране.
Основоположником теории и практики промышленного производства цемента в России был профессор Военно-инженерной академии А. Р. Шуляченко, являвшийся начальником кафедры химии и технологии строительных материалов с 1864 по 1903 г.
Конференция Военно-инженерной академии в 1903 г. так оценила заслуги проф. Шуляченко:
«Он по справедливости может считаться отцом русского цементного производства, так как благодаря его энергии, практическим указаниям и руководству выделка русских портландцементов достигла такого совершенства, что почти вытеснила из России иностранные цементы, сохранив тем внутри страны не один десяток миллионов рублей, уходивших до того за границу на покупку английских, немецких и шведских фабрикатов» («Инженерный журнал», 1904 г., №1).
На той же конференции Академии отмечалось, что с<. . . старейший в Петербургском районе завод портландцемента—Глухо-озёрский — обязан своим основанием, развитием и успехами трудам А. Р. Шуляченко.
По указаниям проф. Шуляченко был построен и оборудован другой цементный завод (в г. Вольске).
Профессору Шуляченко принадлежит разработка основ теории твердения гидравлической извести и цемента. Борясь с ошибочными утверждениями французского ученого Ферми о свободном состоянии извести в обожженном цементе, проф. Шуляченко создал свою теорию. обосновывающую химическое связывание извести в процессе обжига цемента. Эту правильную теорию в дальнейшем развили крупнейшие советские ученые: академик А. А. Байков, профессора В. А. Кинд и В. Н. Юнг, а в последние годы профессора А. Е. Шейкин, Ю. М. Бутт и др.
Профессора А. Р. Шуляченко, Н. А. Белелюбский и И. Г. Малюга разработали в 1881 г. первые технические условия на цемент, а также классификацию вяжущих веществ.
Проф. Шуляченко, выдающиеся русские ученые А. А. Байков, Н. Н. Лямин и В. И. Чарномский исследовали стойкость бетона в морской воде. Они изучили вопрос о введении активных кремнеземистых добавок в цемент и открыли в России эти добавки, не уступающие по своим качествам итальянским пуццоланам и немецким трасам. Тем самым наша страна была освобождена от им- порта добавок к цементу. Вопрос о стойких в морской воде цементах и бетонах полностью решен советскими учеными. Благодаря работам проф. В. Н. Юнга был найден соответствующий состав цемента. Это—высокосиликатный цемент с малым содержанием трёхкальциевого алюмината предложенный у нас намного раньше американского, так называемого сульфатостойкого цемента.
Советские учёные (А. А. Байков, С. И. Дружинин, В. А. Кинд, В. Н. Юнг и др.) полностью разрешили вопрос о создании цемента с активными кремнеземистыми добавками, так называемого пуццоланового портландцемента, используемого в основном в гидротехническом строительстве.
По производству этого цемента Советский Союз занял первое место в мире.
Необходимо особо отметить работы академика А. А. Байкова по созданию теории твердения вяжущих веществ: цемента и гипса. Его теория, базирующаяся на точных физико-химических. представлениях об образовании сначала насыщенных, а затем пересыщенных растворов и выделении из них новообразований в коллоида и в дальнейшем в мелкокристаллическом со стояниях, является основой нашей науки о вяжущих веществах.
Благодаря работам советских ученых — проф. В. А. Кинда, лауреатов Сталинской премии проф. В. Н. Юнга, действительно го члена Академии наук УССР П. П. Будникова, передовых инженеров и мастеров советская технология цемента достигла высокого развития.
Качество цемента (характеризуемое прочностью при сжатии) повысилось за годы советской власти в 2—4 раза.
Появились новые виды цементов—цемент с активными минеральными добавками, кислотоупорный цемент, белый цемент, сульфатостойкий, гидрофобный и пластифицированный цементы, расширяющиеся цементы, сульфатно-шлаковый ангидритовый и ангидрито-глиноземистый цементы. Впервые в мире доменная печь на Урале дает одновременно чугун и клинкер быстротвердеющего глиноземистого цемента. По производству цемента из доменного шлака СССР также стоит на первом месте в мире.
В области производства и применения извести в СССР так же сделано крупное открытие. Около 2000 лет известь применялась в строительстве только после гашения ее водой. При этом теплота гашения терялась, а известковое тесто медленно схватывалось и твердело. Талантливый изобретатель И. В. Смирнов коренным образом изменил старинный способ. Он предложил размалывать негашеную известь в тонкий порошок и сразу же применять ее в штукатурке, известково-шлаковом вяжущем, шлакобетонных камнях и т. п. При этом известь быстро схватывается и твердеет, теплота гидратации ее используется для ускорения твердения и высыхания. Изобретение И. В. Смирнова удостоено Сталинской премии и внедряется на ряде известковых заводов и строек.4.4. Бетоны.
Русские ученые уже с конца ХIХ века уделяли большое внимание созданию плотного бетона и правильному расчету его состава.
Крупный вклад в науку о бетоне внесли русские инженеры, в особенности И. Самович (1885—1890 гг.) и профессор Военно-инженерной академии И. Малюга. В его труде <Состав и способ приготовления цементного раствора (бетона) для получения наибольшей крепости», вышедшем в 1895 г., были даны основные принципы изготовления прочного бетона.
Наибольшее развитие технология бетона получила в советское время, начиная с 1924 г, со времени нашего первого крупного гидротехнического строительства — Волховстроя.
Особое значение в развитии технологии бетона в СССР имели работы проф. Н. М. Беляева (Ленинград) и его школы. Начиная с 1927 г., проф. Н. М. Беляев, проф. И. П. Александрин и их ученики стали внедрять в нашу практику научные методы подбора состава бетона, давшие значительное повышение его качества.
С 30-х годов школой действительного члена АН Грузинской ССР К. С. Завриева и московскими учеными (проф. Б. Г. Скрамтаевым и др.) были созданы новые, более рациональные методы расчета состава бетона, вытеснившие американский метод расчета. Советские методы расчета позволяют, в противовес американскому, экономить цемент в бетоне. Экономия цемента не только удешевляет бетон, но и улучшает его технические свойства (уменьшаются выделение тепла, усадки и ползучесть)
Заслугой советских ученых является также создание способов производства зимних бетонных работ и широкое внедрение их в практику.
Начиная с 1930 г., по указаниям партии и правительства, наше строительство перешло на непрерывный строительный год, и это имело огромное значение для успешного и досрочного выполнения пятилетних планов.
Бетонирование зимой представляло собой вначале сложную научно-техническую задачу.
После многочисленных исследований и опытов на стройках в Советском Союзе получили развитие такие научно обоснованные методы зимнего бетонирования, как способ термоса пропаривание, электропрогрев и др. Теперь по развитию всех этих методов Советский Союз занимает место в мире. В суровые ЗИМЫ 1941—1943 гг. зимнее бетонирование помогло быстрому возобновлению работы на Урале и в Сибири заводов, переведенных из районов, которым угрожали фашистские войска.
Большая группа специалистов во главе с проф. С. А. Мироновым в 1949 г. удостоена Сталинской премии за разработку и внедрение способов производства зимних бетонных я каменных работ.
Крупные достижения имеются также в создании новых видов бетона — легкого, кислотоупорного и жаростойкого. Технология легких бетонов разработана действительным членом Академии архитектуры СССР проф. Н. А. Половым (Москва) и специалистами Армении и Грузии. Проф. Н. А. Попову принадлежит также создание отрасли науки о строительных растворах для каменной кладки.
Бетонные работы в Советском Союзе почти полностью механизированы применяются машинное перемешивание бетонной смеси, широкая механизация укладки и уплотнения бетонной смеси при помощи вибрации и вакуумирования (работы лауреатов Сталинской премии С В Шестоперова, проф.А Е Десова, О. А. Гершберга и др.).
Достижения советской технологии бетона наиболее полно реализуется на крупнейших гидротехнических стройках, где общий объем бетонных и железобетонных работ достигнет огромной цифры — 18 млн.м. На строительстве Волго-Донского судоходного канала им. В. И. Ленина работали автоматизированные бетонные заводы с крупными бетономешалками. Бетонная смесь уплотнялась электрическими высокочастотными вибраторами, а поверхность некоторых бетонных сооружений обрабатывалась при помощи вакуумирования. Теперь эти методы применяются на Куйбышевгидрострое и других строительствах. Все это обеспечивает высокие темпы бетонных работ и хорошее качество бетона.