Строительные растворы из архитектурных памятников южной Руси

Е.Ю.Медникова, А.А.Пескова

Строительные растворы из памятников Киева

Десятинная церковь представлена двумя образцами растворов. Первый — розового цвета с вкраплениями белой неперемешанной извести, кусочками цемянки и единичными зернами песка. Нерастворимый в соляной кислоте остаток (41.3%) на 90% состоит из цемянки преимущественно красно-коричневого и бордового цветов, сосредоточенной преимущественно в крупных фракциях. Цемянка представляла собой плотное, хорошо обожженное, однородное тесто без песка и являлась, вероятно, специально обожженнной глиной [Стріленко, Нестеренко 1979, с. 124]. В нерастворимом остатке также присутствовали кусочки, возможно, обожженного лесса бежево-оранжевого цвета с рыхлым тестом, насыщенным мельчайшим песком (0.05–0.1 мм), их содержание не превышало 0.5–1%. По-видимому, невысокая прочность этих конгломератов обусловила появление такого же песка (0.3%) со следами бежево-оранжевой глины в нерастворимом остатке. Глинистые частицы (0.05–0.1 мм) розово-бежевого цвета состоят из мельчайших фракций обожженной глины и нерастворимых в соляной кислоте компонентов извести. В нерастворимом остатке также присутствовала сечка соломы, пакля и кусочки черного шлака. Долевое соотношение компонентов в нерастворимом остатке цемянка: песок: глинистые частицы = 0.9: +: 0.1.

В отличие от первого образца, второй — бежевого цвета, в котором в качестве наполнителя наряду с цемянкой и песком используется толченый известняк. Нерастворимый остаток (51.8%) состоит на 70% из цемянки, на 20% из песка и на 10% из глинистых частиц. Цемянка — бой плинфы (светлого желто-розового цвета) и специально обожженная глина [Стріленко, Нестеренко 1979, с. 124]. Песок (10.4%, средней окатанности с размерами не более 2 мм и с максимальным содержанием во фракции 0.3–0.5 мм) используется в растворе как наполнитель. Долевое соотношение в нерастворимом остатке цемянка: песок: глинистые частицы = 0.7: 0.2: 0.1. По составу нерастворимого остатка данный раствор подобен растворам XI века (табл. 1), это предположение подтверждается сведениями о присутствии песка в качестве наполнителя в растворах Десятинной церкви не ранее ХI века [Архіпова 1996, с. 55–58]. По соотношению наполнителей близок к растворам ХI века и раствор из ротондальной постройки в Десятинном переулке.

Таблица 1. Гранулометрический анализ представительных образцов строительных растворов из памятников г. Киева

Два раствора из Софийского собора имеют одинаковое долевое соотношение компонентов в нерастворимом остатке — цемянка: песок: глинистые частицы = 0.8: 0.2: + , но различаются по содержанию связующего и цемянки. В растворе № 5 (табл. 1) увеличивается количество цемянки за счет крупных фракций (на фракциии 7–20 мм приходится 28.3% всей цемянки, в растворе № 4 — только 9.1%, распределение в мелких фракциях остается практически неизменным), но снижается доля извести. Эта же закономерность прослеживается и в строительных растворах Золотых ворот, относящихся к разным строительным периодам. Однако тип раствора известково-цемяночный и долевое соотношение составляющих нерастворимого остатка остается неизменным. На их примере можно проследить изменения в технологии строительных растворов. В более поздних растворах из прикладок происходит замена специально обожженной глины на бой плинфы [Стріленко, Нестеренко 1979, с. 124]. Бой плинфы — это отходы строительства, увеличение ее количества в растворе, использованиe крупных фракций и, как следствие этого, уменьшение усадки раствора [Раппопорт 1994, с. 45] и снижение содержания извести в растворе, — все это есть не что иное, как упрощение технологии и удешевление строительства.

Усовершенствованию технологии и удешевлению строительства способствует и введение в раствор толченого известняка, который не только улучшает каркасность раствора, но и создает дополнительные центры кристаллизации, увеличивающие его прочность [Мчедлов-Петросян 1991, с. 152].

Церковь Михаила в Выдубецком монастыре — единственная, в которой наряду с кладочными растворами, практически не отличающимися по составу от растворов предыдущих памятников, представлен раствор из фундамента. В отличие от кладочных растворов он не содержит цемянки, а наполнителями служит мелкий (0.3–0.5 мм) песок и известняк. Тип раствора известково-карбонатно-песчаный.

Растворы из Успенского собора и надвратной Троицкой церкви Печерского монастыря аналогичны растворам из упомянутых выше киевских памятников.

Как видно из результатов анализов, в киевских памятниках ХI века (табл. 1) применяются однотипные растворы, что, по-видимому, объясняется принадлежностью памятников к одной архитектурно-строительной школе [Мчедлов-Петросян 1991, с. 152].

При архитектурно-археологическом исследовании Михайловского Златоверхого собора, проводившегося в 1996 году, была получена коллекция строительных растворов из фундаментов и сохранившихся частей кладок в количестве 48 образцов. Из основного объема памятника было отобрано 30, из крещальни и притворов по 9 растворов.

Строительные растворы из собора были преимущественно бежевого цвета с кремовым, светло-розовым или серым оттенком. В них присутствовала цемянка с размерами от 0.5 до 10–15 мм, крошка известняка 0.5–5 мм, просматривались зерна песка и отпечатки соломы. Цемянка, в основном, трех цветов: светлая желто-розовая, розовая, светлая терракота, преобладает светлая желто-розовая. Тесто плотное, насыщено песком с размерами 0.5–0.7 мм, реже 0.3–0.5 мм. Цемянка — бой плинфы [Стріленко, Нестеренко 1979, с. 124]. В некоторых растворах в качестве наполнителя наряду с цемянкой использовались куски темно-вишневого шифера. Песок средней окатанности (0.3–0.6 мм) с единичными зернами 1–2 мм. Нередко часть песка несет на себе следы глины, по цвету соответствующей одному из типов цемянки, и является, вероятно, составной частью цемянки, но основная масса песка специально добавлена в раствор. Помимо глинистых частиц с размерами 0.05–0.1 мм, в нерастворимом остатке встречаются: пакля, угольки, сечка соломы, щепа, кусочки бесцветного или зеленого стекла [Раппопорт 1984, с. 59–63].

После растворения в соляной кислоте по долевому соотношению компонентов нерастворимого остатка выделено несколько групп растворов (представительные растворы из каждой группы — табл. 1):

1. известково — цемяночно — карбонатные растворы с долевым соотношением частей в нерастворимом остатке цемянка: песок: глинистые частицы = 0.4–0.6: + — —: 0.6–0.4. (Три— в фундаменте, 5 — в кладке, 6 — в закладках основного объема, по одному в крещальне и притворе);

2. известково-цемяночные растворы с добавлением песка и известняка, с долевым соотношением в нерастворимом остатке цемянка: песок: глинистые частицы = 0.9 — 0.8: + — 0.2: + — 0.2 . (Три— в фундаменте, 3 — в кладке, 1 — в закладке основного объема, 5 — в крещальне, 6 — в притворах);

3. известково-цемяночные растворы, занимающие промежуточное положение между первым и вторым типом растворов, с долевым соотношением в нерастворимом остатке цемянка: песок: глинистые частицы = 0.7: + — 0.2: 0.1 — 0.3. (Один — в кладке, 2 — в закладках основного объема собора, по три в крещальне и притворах);

4. единственный раствор из кладки северной стены собора с содержанием песка 17.2% и с долевым соотношением в нерастворимом остатке цемянка: песок: глинистые частицы = 0.5: 0.3: 0.2.

Во всех перечисленных выше растворах использовалась цемянка трех типов, причем на долю крупных фракций приходилось 70–90% всей цемянки в растворе, преимущественно светлой желто-розовой и розовой.

5. два раствора из фундамента собора на 70 — 75% состояли из извести. Применялась только розовая мелкая (1–3 мм) цемянка. Долевое соотношение в нерастворимом остатке цемянка: песок: глинистые частицы = 0.2 — 0.3: 0.2: 0.5 — 0.6.

Результаты анализов свидетельствуют, что определенный тип растворов не являлся доминирующим, что, возможно, объясняется присутствием нескольких строительных артелей, и что все типы растворов использовались как при возведении основного объема собора, так и при строительстве крещальни и притворов. Это, в свою очередь, может служить доказательством одновременности возведения всего комплекса построек, либо о наличии небольшого временного промежутка между возведением собора и пристроек к нему [Егорьков 1998, с. 28–31].

Три из четырех строительных растворов ХII века — известково-цемяночно-карбонатные (ц. Спаса на Берестове, ц. на Щекавице и надвратная церковь Михайловского монастыря), четвертый (раствор церкви Богородицы Пирогощи), — известково-цемяночный.

Строительные растворы из памятников в окрестностях Киева представлены однотипными растворами из Белгородки (результаты анализов двух образцов цемяночных растворов из Большого храма в Зарубинцах опубликованы в работе [Івакін 1996, с. 26–28]). Один из них — раствор на плинфе, другой — кладочный. Памятник не указан, но, судя по толщине плинфы (3.2 см), можно предположить, что растворы принадлежат к церкви Апостолов [Медникова, Егорьков 1999, с. 44–47]. Первый раствор — бежевый, второй — розово-бежевый. В тесте растворов просматриваются мелкая цемянка, единичные зерна песка и цемяночная крошка. Нерастворимый в соляной кислоте остаток (30.8 и 36.1%%) на 69–87%% состоит из глинистых частиц 0.05–0.1 мм светло-бежевого и розово-бежевого цветов (№ 2), незначительного количества цемянки 1–7 мм, единичных зерен песка и плотных, преимущественно окатанных, кусочков глины бежево-розового цвета с размерами от 3 до 10–15 мм. В первом растворе они составляют 30%, а во втором — 17% нерастворимого остатка. Тесто глинистых частиц в разломе бежево-розового цвета с включениями глины терракотового цвета и угольной крошки.

Строительные растворы из памятников Чернигова

Результаты анализа строительных растворов черниговских памятников расположены в таблице № 2 в соответствии со строительными периодами, предложенными в работах [Раппопорт 1982, с. 28; Коваленко, Раппопорт 1979, с. 5–9]. Спасский собор представлен растворами, относящимися, по-видимому, к двум этапам строительства собора. Раствор 30-х гг. ХI века характеризуется средним содержанием нерастворимого остатка 38.2%, состоящим на 80% из цемянки, представляющей собой специально обожженную глину и, возможно, бой плифы. Применение специально обожженной глины, обладающей меньшей прочностью по сравнению с боем плифы, обуславливает наличие цемянки в мелких фракциях 3–5 мм (60% от всей цемянки). Глинистые частицы (0.05–0.1 мм) красно-коричневого цвета, песок отсутствует. Долевое соотношение в нерастворимом остатке цемянка: песок: глинистые частицы = 0.8: —: 0.2. Тип раствора известково-цемяночный. Растворы второго этапа строительства собора, как и растворы Золотых ворот в Киеве, характеризуются уменьшением вяжущего на 20–30%, увеличением количества цемянки, возможно, боя плинфы и введением в раствор песка (10–14.5%). Долевое соотношение в нерастворимом остатке цемянка: песок: глинистые частицы = 0.7: 0.2 — 0.3: 0.1. Тип растворов — известково-цемяночный с добавлением песка. Как видно из результатов анализов, растворы из Спасского собора, относящиеся к двум строительным периодам, подобны киевским растворам ХI века.

Из растворов второго строительного этапа в Чернигове в наличии только раствор из храма–усыпальницы с долевым соотношением цемянка: песок: глинистые частицы = 0.4 — 0.6: —: 0.4–0.6. Тип растворов известково-цемяночно-карбонатный, встречающийся в киевских памятниках из проанализированных нами уже в ХII веке. За исключением Успенского собора Елецкого монастыря (третий) и Пятницкой церкви (пятый этап строительства) с известково-цемяночными растворами, растворы всех остальных памятников — известково-цемяночно-карбонатные.

Судя по результатам анализов, можно предположить, что с конца ХI по ХII век архитектурно-строительные школы не придерживались определенной только им свойственной рецептуры приготовления строительных растворов.

Таблица 2. Гранулометрический анализ представительных проб строительных растворов из памятников Чернигова

Строительные растворы Переяслава

Анализ строительных растворов выполнен только для трех памятников ХI века (табл. 3). Епископские ворота представлены одним кладочным раствором, Спасская церковь и Михайловский собор — растворами из фундамента, забутовки и кладки. Растворы из Епископских ворот и Спасской церкви (фундамент, забутовка, кладка) — известково-цемяночные и подобны киевским растворам. Цемянка, на основании петрографических исследований [Медникова, Раппопорт, Селиванова 1983, с. 152–161], — только специально обожженная глина четырех цветов (светлая терракота, терракота, кирпично-красная, бордовая). Максимальное ее количество приходится на крупные фракции (7–10 мм). Высокое содержание глинистых частиц (0.05–0.1 мм) объясняется как наличием специально обожженной глины, так и использованием глинисто-известкового вяжущего [Медникова, Раппопорт, Селиванова 1983, с. 152–161]. Песок (0.1–0.315 мм) присутствует в растворах в незначительном количестве, не превышающем 0.3%. Долевое соотношение в нерастворимом остатке цемянка: песок: глинистые частицы = 0.7–0.8: +: 0.2–0.3.

В отличие от растворов Спасской церкви, где глинистые частицы представлены мелкими фракциями, во всех трех растворах (фундамент, кладка, забутовка) Михайловского собора наряду с глинистыми частицами (0.05–0.1 мм) присутствуют плотные, твердые, окатанные куски (глины ?), обнаруженные после растворения строительного раствора в соляной кислоте. Цвет в разломе — светлый серо-бежевый. Меньше всего их содержится в растворе из забутовки, в котором кускочки глины не превышают размеров 1 мм. Долевое соотношение компонентов в нерастворимом остатке подобно предыдущим растворам. В кладочном растворе кусочки глины (5–10 мм) составляют около 40%, цемянки — 12%, причем размер цемянки не превышает 7 мм (7.4%). Долевое соотношение в нерастворимом остатке — цемянка: песок: глинистые частицы = 0.2–0.3: +: 0.7–0.8. В фундаментном растворе максимальное содержание цемянки во фракции 10 мм (20.6%), кусочки глины не превышают размера 7 мм, общее их количество в нерастворимом остатке 13%, долевое сотношение цемянка: песок: глинистые частицы = 0.6: +: 0.4. На основании результатов анализов видно, что в Михайловском соборе применялись растворы, отличающиеся от растворов, использовавшихся в других памятниках Переяславля.

Возможно, это объясняется тем, что Михайловский собор был первым, возведенным в городе строительной артелью, приехавшей из Византии и построившей не только новый тип храма [Раппопорт 1993, с. 43], но и предложившей несколько иную технологию приготовления строительных растворов. Это предположение подтверждается тем, что во всех представленных памятниках Переяславля используется глинисто-известковое вяжущее, но только в растворах Михайловского собора встречаются окатанные куски глины, причем преимущественно в растворе из кладки. В кладочном растворе, где отмечено высокое содержание кусков глины, наблюдается одновременно снижение количества цемянки. Подобный тип растворов отмечен в церкви Апостолов из Белгородки и в растворах из Владимира-Волынского, анализ которых проводился нами ранее. (Старая кафедра, раствор из кладки: нерастворимый остаток — 49%, цемянка — 6.9%, глинистые частицы — 42.1%, долевое соотношение в нерастворимом остатке цемянка: песок: глинистые частицы = 0.1: —: 0.9).

Полученные результаты свидетельствуют о том, что на протяжении Х–ХII веков в древнерусских городах юга России, как и на всей территории Древней Руси, происходили изменения в составе строительных растворов, обусловленные усовершенствованием их технологии и удешевлением строительства.

Таблица 3. Гранулометрический анализ представительных образцов строительных растворов Переяслава

Література

Архіпова Е.Ю. Будівельні матеріали Десятинної церкви // Церква Богородиці Десятинна в Києві.– Київ, 1996.– С. 55–58.

Егорьков А.Н. Состав включений стекла в древнерусских кладочных растворах и штукатурках // АРОІКС.– 1998.– Вип. 2.– С. 28–31.

Івакін Г.Ю. Нові дослідження Михайлівського Золотоверхого собору // Пам’ятки архітектури та монументального мистецтва в світлі нових досліджень.– Київ, 1996.– С. 28–26.

Коваленко В.П. К периодизации развития древерусской архитектуры Чернигово-Северской земли // Проблемы изучения древнерусского зодчества.– СПб., 1996.– С. 95–97.

Коваленко В.П., Раппопорт П.А. Памятники архитектуры в Чернигово-Северской земле // Зограф.– 1979.– Т. 10.– С. 5–9.

Медникова Е.Ю., Егорьков А.Н. О технологии росписи Большого храма Зарубского монастыря // АPOІKC.– 1999.– Bип. 3.– С. 44–47.

Медникова Е.Ю., Раппопорт П.А., Селиванова Н.Б. Древнерусские строительные растворы // СА.– 1983.– № 3.– С. 152–161.

Медникова Е.Ю., Стеценко Н.К. Изучение строительных растворов архитектурных памятников Старой Ладоги // Архитектурное наследие и реставрация.– М., 1992.– С. 164–168.

Мчедлов-Петросян О.П. Химия неорганических строительных материалов.– М., 1991.– С. 152.

Раппопорт П.А. Древнерусская архитектура.– Спб., 1993.– С. 43.

Раппопорт П.А. Из истории киево-черниговского зодчества X–ХIІІ вв. // КСИА. – 1984, Вып. 179.– С. 59–63.

Раппопорт П.А. Русская архитектура Х–XIII вв. – САИ.– Л., 1982.– Вып. Е1–47.– С. 28.

Раппопорт П.А. Строительное производство Древней Руси Х–ХІІІ вв.– СПб., 1994.– С. 45.

Стріленко Ю.М., Нестеренко Т.Е. Дослідження будівельних розчинів і плінф пам’яток архітектури стародавнього Києва Х–ХІІ ст. // Археологія Києва: Дослідження і матеріали.– Київ, 1979.– С. 124.

Опубліковано 17.06.2003 р.