"МЯЧКОВСКИЙ" ИЗВЕСТНЯК

                                        Из истории "мячковского" известняка

 

Природный камень является одним из самых долговечных материалов. И мячковский известняк, используемый в архитектурных постройках, созданных в разное время, оказался также необыкновенно прочным и стойким, что позволяло возводить величественные и грандиозные сооружения. В результате исследований образцов белого камня было установлено, что в древности известняк добывался из мячковских и подольских (нижерасположенных) горизонтов среднекаменноугольных отложений. Поэтому «мячковский известняк» и «белый камень» можно считать синонимами.  

Готовый элемент - капитель колонны из известняка (белого камня)

Подмосковье известно своими белокаменными памятниками архитектуры. Сооружения из белого мячковского известняка стали неотъемлемой частью подмосковного ландшафта. Москва-река, начиная от впадения в нее Пахры, примечательна тем, что здесь находились знаменитые Мячковские каменоломни, где издревле добывался белый камень. Близость карьеров предопределила появление многочисленных белокаменных построек в южной части Подмосковья. Река Пахра (правый приток Москвы-реки) прорезала глубокую долину, где в некоторых районах у поверхности видны коренные породы - известняки мячковского горизонта. Это и дало известность маленькой подмосковной речки. Из каменоломен, расположенных по ее берегам, поступал на строительство многих старинных белокаменных сооружений мячковский известняк.

 Цепочка белокаменных сооружений начинается с небольшой церкви Рождества Богородицы в с. Нижнее Мячково, расположенной на склоне правого берега Москвы-реки близ устья Пахры. Коломна — последний населенный пункт по долине Москвы-реки, где в городских сооружениях применен мячковский известняк. Кремль Коломны и прилегающие к нему улицы — «музей» архитектуры под открытым небом.

В Подмосковье стимулом к интенсивной добыче известняка послужило решение Дмитрия Донского окружить Кремлевские постройки каменной стеной. С тех пор Москва получила эпитет «белокаменная». Но еще задолго до этого, во времена Владимиро-Суздальской Руси, белый камень применяли при постройке сооружений и соборов. Природный белый камень с честью выдержал испытание веками. 

  Сборки элементов (пилястра и колонна) с элементами резьбы из "белого камня"

 Мячковский известняк был отличным материалом для резных скульптур. До наших времен сохранилась художественная резьба на фасадах Дмитриевского и Георгиевского соборов и белокаменные архитектурные детали на стенах. 

По данным А. Н. Сперанского, о каменоломнях в с. Мячково упоминают писцовые книги Московского государства с 1462 г. как «о государственном каменном деле». Первое научное описание Мячковских каменоломен было составлено И. Фальком в 1785 г., но промышленные сорта белого камня стали различать с 1825 г. Послойное химическое опробование мячковских отложений выполнил в 1868— 1874 гг. Г. А. Траутшольд. В последующие годы ряд геологов, начиная с С. Н. Никитина, изучали мячковские известняки.  

Московский белокаменный Кремль, созданный во второй половине XIV в., стал национальной гордостью Московского государства. С этого времени стали величать Москву «белокаменной». 

Собранная установленная конструкция из различных элементов известняка 

Великий князь Иван I перенес резиденцию русского митрополита из Владимира в Москву. Для утверждения Москвы как общерусского религиозного центра в Кремле построили пять белокаменных храмовСогласно летописи, митрополит Петра в 1326 г. повелел заложить «первую церковь камена на Москве на площади» — Успенский собор, названный так в 1327 г. в день его освящения 15 августа. 

В 1329 г. всего за три месяца возвели вторую каменную церковь с колокольней - Иоанна Лествичника «под колоколы». В этом же году к Успенскому собору пристроили придельную каменную церковь Поклонения веригам Петра.

В 1330 г. на месте деревянной церкви Спаса на Бору Иван Калита заложил каменный собор Спаса. В конце XVIII в. этот собор был разобран «по ветхости» и заменен кирпичным. При его сносе в 1932 г. было найдено несколько блоков с белокаменным резным орнаментом. Из подобных блоков составлялись фризы, украшавшие фасады раннемосковских храмов.

Пятая каменная церковь - Архангела Михаила, была построена в 1333 г.

Белокаменные храмы Кремля вскоре были расписаны. Они имели исключительное значение для становления искусства Московской Руси.

Зимой 1366 г. началось самое крупное белокаменное строительство Кремля. После страшного пожара 1365 г. князь Дмитрий Донской с братом князем Владимиром Серпуховским по предложению митрополита Алексея и бояр решили «...ставити город Москву камен, и еже умыслиша, то и сотвориша, тоа, бо зимы камень повезоша по граду». Для этой цели Дмитрий Донской «многи мастеры наведе в Москву».Весной 1367 г., когда, в основном, из Мячковских каменоломен были доставлены блоки известняка, началось строительство: «...заложи Москву камен и начаша делати беспрестани». Стены толщиной от 2 до 3 м возводились из тесаных блоков с забутовкой внутреннего пространства обломками камня на известковом растворе. Постройка Кремля сразу потребовала широкого размаха в разработке известняка, перевозке камня. Белый камень добывали из каменоломен под селом Мячково. Отсюда его доставляли в Москву. 

Камень и известь добывали и обжигали летом; зимой сами крестьяне отправляли свою продукцию по санному пути.

Перевозка камня из Мячково зимой должна была занять не менее 230 тыс. саней. Чтобы успеть доставить его, каждый день более 4,5 тыс. возчиков непрерывной цепочкой тянулись от Мячково до Кремля. А там еще предстояла теска камня, для выполнения которой требовалось 180 тыс. человеко-дней. Это был такой масштаб белокаменных работ, которого еще не знала Древняя Русь. За четыре зимних месяца наши предки перевозили на конных санях более 112 тыс. т. строительного камня, добытого в каменоломнях Мячково. Так начиналась белокаменная Москва.

Мячковский известняк относится к осадочным породам, это продукт длительного изменения и отвердения морских осадков, которые и сформировали множество его разновидностей, близких по химическому и минеральному составу. Это камень, имеющий одно родовое название «известняк».

Мячковский известняк мягкий и податливый, его можно скоблить ножом и вырезать в нем барельефы; его легко пилить и колоть, но вместе с тем этот камень достаточно прочен и легко выдерживает нагрузку стен, карнизов и колонн в зданиях и сооружениях. Надежность мячковского пористого известняка определяется не только его прочностью, но и условиями службы камня в сооружении. Чтобы известняк служил долго, необходимо защитить изделия из него от проникновения влаги. Карнизы и капельницы должны обеспечивать сброс дождевых вод. В креплении блоков и плит нельзя использовать металлические ржавеющие детали. Поверхности камня должны быть пилеными или шлифованными (но не колотыми), тогда дождевая вода или вода от тающего снега не будет застаиваться. Соблюдение этих условий является гарантией того, что белокаменные постройки будут служить века.

Мячковский горизонт сложен главным образом чистыми известняками. Доломиты и мергели наблюдаются только в виде тонких прослоев. Среди известняков наибольшее развитие получили плотные и однородные разновидности, реже встречаются зернистые и совсем редко мелоподобные. В нижней части горизонта залегает характерный слой органогенно- обломочных известняков, состоящих из фузулин, обломков кораллов, морских лилий, ежей и раковин моллюсков. Мощность слоя 2—4 м. Общая мощность мячковского горизонта 10—40 м. 

                                                       Химический состав известняка:

 СаО     -    50-56%

 MgO     -    0,1-0,8%, в прослоях доломитизированных известняков содержание MgO достигет 16%

 F e 2 0 3 + A l 2 0 3  -  0,1-0,2%

 Si02  -  0-5% .

                                                             Плотность известняка

                                      Плотность известняка изменяется от 1,85 до 2,20 г/см3

Примечание: Определяется плотность отношением массы сухого образца к его объему.

Поскольку мячковские известняки — мономинеральные образования, сложенные одним кальцитом, плотность которого равна 2,70—2,71 г/см3 , то уменьшение плотности этих пород целиком зависит от количества пор.

Минеральная плотность — масса твердого вещества в единице объема. Этот показатель характеризует минеральную чистоту породы. Ее определение производится методом пикнометрического взвешивания порошков, измельченных в ступе и просеянных через сито с отверстиями размером 0,25 мм. Минеральная плотность чистого известняка всегда близка к плотности кальцита. Если же она будет больше или меньше, то это указывает, что в известняке находятся примеси других минералов. Присутствие доломита или железа повышает минеральную плотность известняка, а глинистых частиц — понижает.

 

                                                                      Пористость 

                                              Пористость известняка составляет от 4 до 26%. 

Пористость отражает объем свободного пространства между твердой фазой породы. Различают общую, или истинную, эффективную и дифференцированную пористости. Общая пористость характеризует суммарный объем всех пустот в породе, эффективная — той части открытых пор, по которым свободно циркулируют жидкости и газы. Дифференцированная пористость позволяет судить о количественных соотношениях пор разного размера.

Методы определения пористости выбираются в зависимости от поставленной задачи. Укажем только, что, если образец известняка будет находиться в воде даже несколько суток, его поры не будут заполнены жидкостью полностью, так как водопоглощение зависит еще от формы и размеров пор и капилляров. Выражается пористость в процентах. Общую пористость можно вычислить по соотношению минеральной плотности и плотности породы. Эффективная пористость устанавливается по разности масс насыщенного водой и сухого образца.

Причем чем более мелкими зернами или обломками сложена порода, тем меньше в ней пор. Общая пористость обычно не намного выше, так как замкнутые поры в обломочных породах составляют ничтожную долю.

Таким образом, чем в породе выше пористость, тем в ней меньше самых мелких и полузамкнутых пор, что обусловлено структурой — размерами зерен и обломков. В более мелкообломочных разновидностях эффективная пористость в несколько раз ниже общей, порода становится плотнее, но одновременно резко возрастает количество самых мелких и полузамкнутых пор. Именно мелкие и полузамкнутые поры играют особую роль в морозостойкости мячковского камня.

                                                               Прочность горной породы

Прочность - способность ее противостоять раздавливанию. Прочность служит показателем напряжения, которое выдерживает образец при разрушении. Предел прочности при сжатии вычисляется делением величины нагрузки на площадь и выражается в мегапаскалях (МПа). Нужно иметь ввиду, что в горных породах, в отличие от металлов, предел прочности при растяжении в 10—15 раз ниже, чем при сжатии.

Предел прочности при сжатии подмосковных мячковских органогенно-обломочных известняков колеблется в среднем от 20 до 66 МПа.

По прочностным свойствам известняки слабо анизотропны. Напряжение, которое выдерживают они перпендикулярно к слоистости, составляет 43 МПа, а параллельно слоистости — 46 МПа, т. е. анизотропия 6,1%.

Прочность пористого известняка, насыщенного водой, значительно меньше прочности сухого. Находящийся под прессом образец сжимается, а заключенная в порах вода создает дополнительное напряжение, но уже растягивающего типа, что в целом снижает прочность. Такое снижение характеризуют как отношение предела прочности при сжатии насыщенных и сухих образцов и выражают через коэффициент размокания

 

                                                                       Морозостойкость

Морозостойкость - это сопротивление камня совместному воздействию увлажнения и низкой температуры. Коэффициент морозостойкости характеризует отношение предела прочности при сжатии сухих образцов и после замораживания и показывает влияние мороза на прочность камня. После многих (50—100) циклов замораживания и оттаивания образец поступает под пресс, и если порода неморозостойка, то предел прочности снизится более чем на 25% по сравнению с тем, который был до водонасыщения.

Морозостойкость связана со структурой порового пространства и заполнением пор водой.

Вода практически несжимаема, но передает гидравлический напор. Чем тоньше капилляр и чем выше давление, тем дольше вода остается в жидком состоянии и служит природным гидравлическим клином, «вбиваемым» расширяющимся льдом в стенки капилляра; при этом создается сильное напряжение растягивающего типа. В сотнях пор и капилляров эти растягивающие напряжения действуют почти одновременно и происходит разрушение — появляются микротрещины. Напомним, что предел прочности при растяжении сравнительно невелик, в 10—15 раз ниже, чем при сжатии.

Если поры и капилляры сообщаются между собой, то в некоторых участках таких пустот может быть так много, что их тонкие стенки могут быть разорваны. Экспериментально доказано, что вода, находящаяся под напором намерзающей ледяной корки, может создать давление более 200 000 МПа на 1 см2 и будет фильтроваться на поверхность образца.

Пустые поры — это компенсаторы давления, и пористый камень остается целым, только прочность его несколько снижается за счет увеличения размеров деформированных пор. Если же пор мало, то при возрастании давления в результате намораживания от камня будут отделяться пластинки, чешуйки или он расколется на части.

Неморозостойкие также известняки, в которых, наряду с крупными, имеются поры с промежуточным типом. Это породы, в которых установлены полузамкнутые (бутылочные) поры с входным отверстием меньше 0,0002 мм. До тех пор пока в них не проникла вода, они могут благоприятно воздействовать на устойчивость — как обычные компенсаторы давлений. Но если такие поры окажутся заполненными водой, то она, замерзая в условиях, близких к условиям замкнутой системы, может вызвать высокие внутренние напряжения. Очевидно, в этом и заключается разрушающее действие горной влажности, которое отмечается для многих строительных камней.

 


При публикации материала обязательна ссылка на источник с указанием сайта нашей компании и страницы с текстом.

© 2012 ООО «ГРАНИТСТРОЙМОНТАЖ ВОЗРОЖДЕНИЕ»