Итак для начала немного вводной информации
На данный исторический момент основным вяжущим является известь (известковый цемент). В Византии известны иные цементы, однако так как их использование не регулярно существует мнение что их получение носило случайный характер.
После обжига известняковых пород при температуре около 1000 градусов получают не гашенную известь. Затем приготавливают смесь. Смесь обычно приготавливают в такой пропорции: к 1 части смеси оксида кальция (негашёной извести) с водой добавляют 3—4 части песка (по массе). При этом происходит затвердевание смеси по реакции: Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3↓ + H2O Одновременно происходит и образование силиката кальция: CaCO3 + SiO2 → CaSiO3 + CO2↑ Как видно из реакции, в ходе её выделяется вода. Это является отрицательным фактором, так как в помещениях, построенных с помощью известкового строительного раствора долгое время сохраняется повышенная влажность. Кроме того сам раствор легко набирает воду в процессе эксплуатации. Для предотвращения этих негативных факторов в раствор добавляли органические гидрофобные вещества, желток яйца жиры и др. вещества, именно этим объясняется то что многие старинные здания сохранились до сих пор. В древнем Риме добавляли свернувшуюся кровь и свиное сало на Руси творог, желток яйца, льняное семя, отвар еловой \ сосновой коры. Данные смеси применялись до 18 века включительно, ч 19 века постепенно начал появляться портландцемент и другие вяжущие.
Во-первых, почему цементный, а не глиняный раствор? Глиняный раствор огнеупорен, и затвердевает, обжигается, при контакте с огнём. Но при высыхании без обжига, он не влагостоек и вообще гигроскопичен. Т.е. раствор на основе глины применяют при сооружении печей. А там, где нет возможности обжечь готовую кладку, и есть контакт с водой или просто влажным воздухом, глина наберёт влажность и потеряет механическую прочность, кладка разрушится. С цементом всё ровно наоборот. Он достаточно влагостоек и при контакте с водой, прочность только набирает. Но под воздействием высоких температур – разрушается. Т.е. печи собираем на глине, здания и прочие сооружения на цементе. Оценим количество. Как уже писалось, раствора нам понадобится столько же по объёму, сколько и кирпича. В историчных смесях «цемент» занимает от 50 до 70% объёма. Чаще 70%. Я знаю, что в современных строительных смесях ровно наоборот, но полагаться буду на исторически достоверные. Во-первых, степень очистки при кустарном производстве ниже, и предки не зря, видимо, расходовали трудоёмкий материал с такой щедростью. Во-вторых, вы посмотрите на те постройки и современные! Т.е. цемента нам надо примерно 2/3 объёма от задействованного объёма кирпича. Если ограничимся парой подклетей, да подземных ходов – десятки кубометров. На церквушку уже сотни. На крепость – десятки тысяч.
Чистый цемент, это или оксид кальция (негашёная известь) или смесь оксидов кальция и магния. Первую получают из известняка - карбоната кальция Ca2CO3, второй из доломита – смеси карбоната кальция и магния. Поскольку существенного влияния на технологию, состав сырья не оказывает, будем вести речь об известняке. (Есть ли в Погорынье известняк? Вроде должен. Если есть доломиты, тоже не беда; они потвёрже механически, и по плотнее, но в целом технологический процесс для них тот же самый.)
Для начала ищем месторождение. Известняки, по возможности без примесей, желательно в мягкой форме, вроде мела. На берегу реки, разумеется. Будем считать нашли. Закладываем здесь ещё один концентр... э-э спортивный лагерь. Alex_Nelson, туда баб с детишками загонит, работа то лёгкая! ;-) (Alex_Nelson, не обижайтесь пожалуйста, я не по злобе, а токмо ради оживления занудных технических текстов ;-) )
Начинаем разрабатывать. Тут надо разъяснить поподробнее, чем добыча чего-нибудь полезного в масштабах сотен кубов отличается от копания ямы. Для добычи карьерным способом, нам надо сначала снять верхний слой по всей площади карьера. Верхний слой это дёрн и прочая левая органика, это наносные грунты и прочее. При своём анализе я везде считаю такой слой толщиной около 1 метра. Глубже просто нерентабельно лезть, а меньше вряд ли получится. У нас всё таки мощная био-среда и лес растёт даже на крышах трансформаторов. А значит поверх полезных ископаемых древо-дерновой слой полюбому сформирован. Отмечу, снятый грунт нам надо не просто выкопать. Его надо переместить на несколько десятков метров. Ямка-то у нас не маленькая. Дальше пойдёт собственно добыча. Но, какое бы качественное месторождение мы не нашли, не бывает такого, чтобы в карьере лежала только «руда». Есть там и «пустая порода». Но её нам тоже придётся поднять из карьера и переместить в отвал. Кроме этого «руду» нам надо измельчить до удобного состояния, временно складировать, потом транспортировать от склада до борта транспортной ладьи и т.д. Именно поэтому средние трудозатраты на 1 кубометр добытого, например, торфа, это совсем не то, что
Quote (al1618) У нас огороды на торфянике - яму в 0,5 куба я
Да, сам землекоп работает намного быстрее, чем 1 куб в день. Но кто-то ведь относит то, что он добыл, кто-то вскрывает дёрн, кто-то отводит воду. А потом этот землекоп опускается на метр ниже уровня земли, и работа становится совсем не такой быстрой. al1618, я не спорю, что здравое зерно в Вашем замечание есть. Торф добывать легче, чем глину. Но, с учётом всех сопутствующих обстоятельств, (та же доступность железных орудий, например), совсем не настолько, как Вам кажется. Но вернёмся к известняку. Для карьерной добычи каменистого грунта вручную тоже есть СНИПы. Беда в том, что без использования отбойных молотков они дробление камня уже не представляют. Опять же, уважаемые форумчане подвергают их цифры сомнению, как слишком маленькие... Но я всё-таки возьму их за основу, а если кто против, то пусть попробует оспорить, только, пожалуйста, с указанием источников и сопутствующих добыче обстоятельств. Чтобы можно было понять, не только то, что производительность отличается, но и почему так получилось. А СНИПы дают для добычи камня вручную невпечатляющую цифру в 0,25 кубометра в человеко-день. И, как ни странно, она коррелирует с цифрами полученными археологами-экспериментаторами, которые истязали потомков индейцев в попытках понять, как те построили свои пирамиды. У них тоже вышло около 750кг на человека в день. Я предвижу тут возражения. А отстаивать именно эти цифры мне будет сложно, так как сам, в отличие от глины, известняк не добывал. Поэтому я пренебрегу всеми прочими трудозатратами, и буду считать, что весь выкопанный из карьера известняк пойдёт в дело. Итак, добыча сырья потребует от нас 4 человеко-дня на кубометр. Кубометр это 2,5 тонны. В отличие от кирпича, обжигать там же где и добыли не резонно. Обычно обжигали рядом со стройплощадкой. Т.е. сырьё нам придётся везти. Естественно на лодках, ибо на телегах это уж очень трудоёмко. Описать подробно «водный транспорт» у меня пока руки не дошли. Но предварительные прикидки я делал. Ладья, аналогичная упомянутой в книге «ладья Никифора» на 6-8 гребцов, поднимала до 5 тонн полезного груза. Это несколько оптимистично, но учтём что плыть недалеко, переволоков не планируется, в общем 5 тонн или 2 кубометра за рейс. Скорость ладьи по реке порядка 5 км/ч. Будем считать, что сырьё у нас не дальше 10-15км от стройплощадки. Тогда с учётом погрузки разгрузки ладья сможет сделать за день 1 рейс туда обратно. 8 человек на 2 куба в день, они же и за грузчиков... Как ни крути не меньше 4 человеко дней на куб сырья добавит транспортировка к месту переработки. Теперь полученное сырьё надо обжечь. В 11-12 веке это делали в печах. Конструкция печей для обжига извести несколько отличалась от таковой для обжига кирпичей. Но размеры и основные, конструктивные особенности, (вроде заглубления в склон холма или оврага, использования необожжённого кирпича, где только возможно и т.д.) были близки. Поэтому для наших прикидок будет вполне обоснованным принять трудозатраты на возведение и поддержание в рабочем состоянии печи такими же, как для «кирпичной». Т.е. 205 человеко-дней на 1 печь, на 1 сезон. Печи по принципу работы были «непрерывного цикла» и прерывного. Непрерывные сложнее в эксплуатации, организации производственных процессов, и требуют в качестве топлива древесный уголь, причём в пугающих количествах. Поэтому мы ограничимся «прерывными». Одноразовая загрузка печи такого размера как наша «кирпичная» - приблизительно те же 10 кубов сырья. Горение топлива надо поддерживать те же 6 суток и расход топлива не меньше, те же 60 кубов дров. Вообще цикл обжига очень похож, разве что повышать температуру в начале и остужать печь в конце можно быстрее, зато температуру на пике лучше получить побольше (1200 градусов). Предки, начиная с Римских времён, регулярно пытались организовать в «известяных» печах принудительное дутьё воздуха. Про средневековые русские печи надёжных данных нет. В принципе, можно и обойтись, известь всё равно получится, просто не такая чистая, выход полезного продукта будет поменьше. Итак, цикл «загрузка, розжиг, обжиг, остывание, разгрузка» у нас будет немного короче, чем для кирпича (дней 10), но непринципиально. Для простоты будем считать, что печь отработает те же 10 циклов за сезон. И её эксплуатация добавит нам те же 2 человеко-дня на кубометр сырья. Загрузка и разгрузка печи немного попроще, чем в кирпичной, но есть свои сложности. При загрузке хоть «ёлочкой» и не выкладываем, но надо сначала сложить из крупных кусков самонесущий свод, а потом нагрузить его так, чтобы не развалился, и чтобы сырьё лежало равномерным, рыхлым, хорошо вентилируемым слоем. При разгрузке, придётся выгребать частью сыпучий, частью спёкшийся, химически агрессивный порошок лопатами, грузить в ёмкости, переносить складировать и т.д. В общем 0,5 человеко-дня на кубометр сырья, как и в случае кирпича, будут довольно правдоподобной оценкой. Пока накопилось 10,5 человеко-дней на куб сырья. Сжигание топлива добавит нам те же 10 человеко-дней на тот же куб. Топлива понадобится даже несколько больше, чем на кирпич (температура выше, да и данные экспериментаторов так говорят), но мы этим гордо пренебрежём. Вот и получили мы негашёную известь. Но тут вопрос, сколько мы её получили? По весу – не больше половины от сырья (половина при распаде карбоната ушла в атмосферу в виде углекислого газа). А вот по объёму вопрос тёмный. В раствор известь пойдёт уже гашёная, в виде «известкового теста». Потом наберёт из воздуха углекислый газ и станет опять карбонатом. В общем, я считаю, что по объёму извести мы в процессе этих химпреобразований ничего не потеряем. И закладываю на потери те же 20% от исходного сырья. (Примеси, неполное выжигание и т.д.) Таким образом, получение кубометра извести обошлось нам, примерно, в 25 человеко-дней. В строительных растворах 12 века известь составляла от 50 до 75%. Чаще около 70%. В качестве наполнителя использовалась, в основном, «цемянка». Изначально это была молотая, а потом обожжённая глина. Примерно к 12 веку её стал вытеснять молотый кирпич, который называли так же. Мололи естественно отходы кирпичного производства, а не годный кирпич. Думаю и мы пойдём в ногу с прогрессивным 12-ти вечным человечеством и будем экономить человекочасы – молоть кирпичную крошку. Кроме цемянки в качестве добавок использовали толчёный мел (это ближе к Волыни, к источникам оного мела.), молотая глина (обычно несколько процентов), песок (очень немного по современным меркам, возможно, он вообще попадал в раствор случайно, как вредная примесь другого сырья). В общем, добавками кроме цемянки мы пренебрежём, они по трудоёмкости изготовления примерно равны самой цемянке. Добыча кирпичного лома или глины из отвалов обойдётся нам не больше чем в 1 человеко-день на кубометр. Транспортировка – вопрос сложный. С одной стороны транспортное плечо будет короче, чем в случае известняка, с другой вероятно придётся возить в сторону от речных путей (к месту строительства) а это телеги и на порядок меньшая эффективность транспорта. С определёнными сомнениями кладу 2 человеко-дня транспортных расходов на кубометр. Дробление и, особенно, помол кирпича без механизации я представляю себе с трудом. А с механизацией это процесс не слишком трудоёмкий. Тут правда таится засада. Нам нужны источники энергии. Про низкую мощность мельничных колёс я уже писал. Если хотим строить что-то масштабное, то сначала придётся всё-таки строить плотину и верхненаливное мельничное колесо. Или запрягать много волов в «мельничные» колёса. Но даже при «высокой энерговооружённости» измельчение в порошок кубометра сырья добавит нам никак не меньше пары трудодней. Т.е. отощитель строительного раствора потребует от 5 трудодней на куб. Смешав с известью в пропорции 7 к 3 получим трудозатраты на 1 кубометр строительного раствора в 19 человеко-дней.
Предлагаю строить шаровые мельници но вместо принятас сейчас стальных колес использовать большие шары из обозженой глины, они конечно быстро износятся но по факту сами будут являьбся источником сырья.
Запруды. Запруда не проблема, в холмистоя месности достаточно часто встречеются ручьи, которые часто образовывают овраг.Нахлдим распадок между холмов на которых есть несколько ручьев - это не редкость (лично я не большой любитель природы заю 4 таких места, правда это другие районы, но думаю и в местности ГГ это найти можно) Овраг-распадок засыпается, плучаем платину.
Мельницы очень прегодятся и для помола извести (если нужна будет пушенка) и для смешивания и перемола глины для кирпича.
Расчёт мощности водяных мельниц я приводил в Сумме Технологии. Расход воды там немаленький нужен. Ручьёв скорее всего не хватит. Придётся речку запруживать. Но давайте мельничные механизмы в другой теме обсуждать. Тут только растворы и их составляющие, иначе путаница возникает.
Хотя вот один момент... а из чего делать корпус шаровой мельници???
есть конечно вопрос определения пропорции, но можно ли ее решить экспериментами и накоплением опыта?
Размалывают и измельчают в тонкий порошок 2 вес. ч. жженой магнезии (или доломита), известь которого намертво обожжена с 1 вес. ч. глины и небольшим количеством поваренной соли. Порошки тщательно смешивают. Перед употреблением эту смесь замешивают с 4 водой и получают очень крепкий цемент, быстро схватывающийся, не впитывающий воды и не покрывающий железо ржавчиной. доломиты есть, глина - тем более, известь тоже причем изготовление - отдельно. http://www.lformula.ru/index.php?part=him007&page=045
вот еще рецептик Паросский цемент изготовляют из 44-45 вес. ч. гипсовой муки и 1 вес. ч. жженой буры. Гипс пропитывают раствором буры и прожигают до красного каления. Этот цемент схватывается и высыхает в течение 4-б часов. Его можно употреблять как для штукатурки, так и для кладки, и после высыхания окрасить или оклеить обоями. Его нужно замешивать, по возможности, с меньшим количеством воды. гипс вроде как имеется ? вопрос в буре - не помню но кажется тоже есть а вообще - такое впечатление что цемент можно получить - ИЗ ЧЕГО УГОДНО тут главный момент тот на чем в свое время настаивал я - раздельное приготовление и последующее смешение вполне возможно, в отличии от принятой сейчас технологии требующей точность взвешивания до долей процента. а нужные пропорции можно установить и опытным путем.
