Строительные материалы в Древнем Риме

Из чего же строили римляне свои великолепные здания и сооружения? В первую очередь из того, что лежало у них под ногами,— т. е. из местного материала. Таким материалом являлись естественные камни, древесина, сырцовый, а затем и обожженный кирпич, песок и галька, применявшиеся в растворе и бетоне.
В то далекое время громадными «островами» по всей Италии стояли лиственные леса. Росло много дубовых и буковых деревьев, клена, тополя, ольхи и цитрусовых. Однако с ростом могущества Древнего Рима леса нещадно истреблялись, что впоследствии сказалось не только на экономике страны, но и на ее климате.
Еще древние греки классифицировали лесоматериалы на три группы. По описанию Теофраста, древнегреческого ученого и первого на земле ботаника,—«...лесной материал бывает пиленый, тесаный и круглый. Пиленый получается от распиливания пилою, тесаный — путем удаления наружных частей посредством топора, круглый оставляется нетронутым. Из них пиленый почти никогда не дает трещин, потому что открытая сердцевина высыхает и умирает». Плиний Старший пишет, что «...наиболее долговечным считают черное дерево, кипарис и кедр».
К сожалению, деревянные сооружения римлян не сохранились. Однако, судя по описаниям Витрувия, значение древесины в древнеримском государстве было очень велико. Она широко применялась как конструкционный материал в качестве стоек, колонн, настилов, ферм при перекрытиях больших пространств в зданиях или пролетах между быками мостов там, где это было необходимо. Правда, римляне все же заменяли деревянные конструкции на металлические, несмотря на большую стоимость последних.
Не менее широко древесина использовалась как вспомогательный материал в виде сложной опалубки и кружал при строительстве сводов и куполов из бетона, для изготовления строительных лесов, подмостей, лестниц и других подобных устройств. Наиболее ценные сорта древесины использовались в качестве декоративной отделки. Широко применялась фанера, которую, по словам Плиния Старшего, нарезали из клена, бука, тополя, наплывов от ольхи, корней бузины, черного и цитрусовых деревьев.
Большое распространение в качестве строительного материала, особенно в республиканский период истории Рима, получили естественные камни. Они добывались и обрабатывались из самых разнообразных горных пород, начиная от легких, вулканических, таких, как туф, пемза, лава, и кончая плотными и прочными известняками и порфирами. Эти камни шли на сооружение фундаментов и барабанов колонн, из них изготавливали блоки самой разнообразной величины и конфигурации для возведения стен и архитравных прогонов. Нередко крупные элементы зданий возводились из каменных блоков без применения раствора, хотя последний к тому времени уже широко использовался в строительной практике. При этом большие каменные блоки так тщательно обтесывались, что при укладке, например стен, не требовалось дополнительной подгонки в местах сопряжения. В ответственных сооружениях для более надежного крепления каменных блоков между собой на их поверхности выдалбливались специальные отверстия для металлических дюбелей-«скреп»-штырей, хоти помимо металлических применялись деревянные и каменные «скрепы», особенно в виде так называемого ласточкиного хвоста.
Отверстия эти впоследствии заливались расплавленным свинцом по специально оставленным для этой цели канавкам. Для производства бетона, подстилающего слоя в дорожных покрытиях и других целей требовалось большое количество дробленого камня. Поэтому ежедневно целые армии рабов были заняты его переработкой. Отдельные каменные породы являлись сырьем для производства извести и гипса. Их также необходимо было добывать и перерабатывать. Витрувий дает рекомендации относительно выбора песка: «...при бутовых кладках первым делом надо проследить за песком, чтобы он подходил для раствора и не содержал примеси земли», (кн. II, гл. 4). Подобные рекомендации указаны для морского песка и других каменных материалов.
Из металлов в строительной практике того времени использовались бронза и железо. Причем бронзе отдавалось большее предпочтение, так как она являлась относительно прочным строительным материалом и не корродировала. Из нее выковывали длинные тонкие балки, которые впоследствии соединяли в более сложные конструктивные элементы, например, фермы. Причем в одних случаях из бронзы выполняли только основные конструктивные элементы ферм, а в других—ими заменяли целые деревянные элементы и собирали всю ферму вплоть до обрешетки включительно из металлических (бронзовых) частей. Железо употреблялось для изготовления различных монтажных приспособлений и деталей. Из него изготавливали, как было сказано выше, «скрепы» (дюбеля) и скобы для крепления естественных камней, железные гвозди и другие мелкие строительные детали и приспособления.
В 180 г. до н. э. пергамский царь Эвмен II, находившийся в то время под влиянием Рима, повелел соорудить напорный водопровод длиной 3 км. При этом, как было установлено в наше время, из-за перепада высот в 200 м рабочее давление в трубах должно было составить не менее 20 X 105 Па. Обычные гончарные трубы для этого не годились. Полагают, что были использованы металлические трубы длиной один метр, с укладкой их в просверленные камни. Трубы, скорее всего, отливали из бронзы.
Помимо бронзы и железа римляне были знакомы с золотом, серебром, ртутью, сурьмой, оловом и свинцом. Два последних элемента использовались и для строительных целей. Известно, например, что из гнутых свинцовых листов изготавливали трубы, сваривая пайкой продольные швы и соединительные муфты. При сооружении своих знаменитых водопроводов римляне Даже ввели стандартизацию труб по диаметрам и поперечному сечению. Это упростило расчет и проектирование водопроводной сети. Свинец, как было сказано, использовался также для скрепления каменных плит и заделки швов.
Различные элементы строительных конструкций и декоративного оформления зданий изготавливались из терракотовых изделий, которые представляли собой специально обожженные сорта глины. Для терракотовых изделий применялась особая технология, заключающаяся в строгом подборе компонентов и соблюдении определенной температуры обжига. В качестве добавок в глину использовали солому, реже пуццолану и битый кирпич. Основными изделиями из терракоты был тонкий квадратный кирпич и черепица различной конфигурации, цвета и размеров, обладавшая такими обязательными качествами, как водонепроницаемость, прочность и долговечность. Отдельные ее виды сохранились в хорошем состоянии до нашего времени. Начиная примерно с I в. н. э. сырцовый кирпич, до тога времени широко распространенный в древнеримском государстве стал вытесняться обожженным. При этом обожженный кирпич изготавливался трех разновидностей: треугольный, квадратный и прямоугольный. Наибольшее распространение в обычной кладке получил не прямоугольный, а треугольный кирпич. Прямоугольный кирпич использовался, главным образом, для кладки углов и сопряжений стен, а квадратный — для проклад ки кирпичных рядов и устройства связи между рядами стен. Следует сказать, что кирпичу как строительному материал отводилось совершенно особое место при строительстве сводов и куполов из бетона. В стенах, например, кирпич выполнял роль опалубки-облицовки, в сводах и куполах — несушего каркаса и т. д.
Размеры сторон кирпича были неодинаковы. Так, кирпич треугольной формы имел размеры сторон от 127 до 508 мм, прямоугольный — от 254 до 381 мм (длина) и от 101,6 до 152,4 мм (ширина); квадратный — от 762 до 838,2 мм. При этом высота треугольных и прямоугольных кирпичей была от 38,1 до 50,8 мм, а квадратных от 50,8 до 88,9 мм. Высота кирпичей в одном ряду принималась всегда одинаковой, причем швы делались, как правило, тонкими.
Можно отметить, что каких-либо узаконенных норм на размеры кирпича в то время не существовало. Это позволяло каждой изготовителю действовать по своему усмотрению, руководствуясь в основном качеством применяемой для изготовления кирпичной глины. Однако в случае необходимости можно было всегда отличить одну партию кирпича от другой, так как на каждом кирпиче ставилось собственное клеймо изготовителя.