Цемент Челиева

Егор Герасимович Челиев родился в 1771 году в Саратовской губернии в семье отставного военнослужащего. Шестнадцати лет от роду стал уездным землемером, продолжил карьеру стряпчим, а потом межевым землемером. В 1801 году перебрался в Москву, где служил генеральным землемером первого класса при Межевой канцелярии. Развернуть бурную деятельность Челиеву удалось с назначением на пост начальника Московской военно-рабочей бригады по планировке и восстановлению московских строений после пожара 1812 года.

Испокон веку кирпич изготавливали из обожжённой глины. На Руси швы традиционно заполняли обожжённой известью, в которую для большей прочности добавляли мелкий кирпичный бой или крупнозернистый песок. Известь обладает высокой паропроницаемостью, что создаёт комфортные условия внутри помещений. Кроме того, она является обратимым веществом, то есть после замерзания и оттаивания превращается в тестообразную массу, которая, высыхая, вновь приобретает прочность. По сей день существуют сторонники известковых растворов, которые считают, что это связующее увеличивает срок службы кладки.

Главный недостаток извести состоит в том, что она не высыхает и быстро вымывается во влажной среде, то есть категорически не подходит как связующее для строительства цоколей и подвалов. Кроме того, известь недостаточно прочно соединяет кирпич с натуральным камнем, который, как правило, использовался в основаниях зданий. А при восстановлении Москвы после 1812 года, оставшиеся без кровли и деревянных перекрытий дома были затоплены и их стены лишились несущей способности.

Попытки создать раствор, который превращался бы в камень, постоянно соприкасаясь с водой, предпринимались с начала XVIII века. Ближе всех к секрету цемента подошёл французский инженер Вика, который в 1812 году не отправился в бесславный поход с наполеоновскими войсками, а экспериментально доказал, что размельчённая смесь обожжённой глины и извести способна затвердевать под водой.

Егор Челиев пробовал различные материалы. В итоге именно ему удалось получить оптимальные сочетания глины и извести и понять, что прочность цемент получает лишь при клинкерных температурах обжига (свыше 1100°С) исходной смеси и тщательном измельчении. Твердеющий в воде серый порошок Челиев назвал «мертелем» или «цементом» и активно применял при восстановлении всех построек первопрестольной, прежде всего – Московского Кремля. Свои наработки автор обобщил в изданной в Санкт-Петербурге в 1822 году книге «Трактат об искусстве приготовлять хорошие строительные растворы», где излагался метод приготовления цемента, который практически не претерпел изменений по сей день. А в 1825 году Челиев выпустил ещё одну книгу: «Полное наставление, как приготовлять дешёвый и лучший мертель, или цемент, весьма прочный для подводных строений, как то: каналов, мостов, бассейнов и плотин, подвалов, погребов и штукатурки каменных и деревянных строений».

Одновременно с Челиевым эксперименты с глиной и известью проводил британский каменщик Джозеф Аспдин. В 1824 году он запатентовал свой изобретение под названием «портландцемент». Остров Портланд попал в название из-за карьеров известняка, откуда Аспдин получал сырьё для производства. Специалисты сходятся в том, что британское связующее было менее совершенным и «доводилось» ещё какое-то время, прежде чем стать полноценным цементом.

Широкое распространение по всему миру цемент получил после Всемирной выставки 1851 года в Лондоне, где англичане представили портландцемент и продемонстрировали его уникальные свойства. Спустя пять лет в городе Гроздеце появился первый российский цементный завод. Ещё через какое-то время небольшие производства Подольского уезда объединились в «Цементный завод Московского акционерного общества», основал которое купец Пороховщиков. К началу Первой мировой войны в России действовало 60 цементных заводов, производивших 1.6 млн. тонн цемента в год.

Главным достоинством цемента принято считать его необратимость. При высокотемпературной обработке происходит частичное или полное плавление компонентов. А сравнимую с камнем прочность цемент приобретает благодаря образованию силикатов и алюминатов кальция. Безусловные плюсы при применении во влажной среде, становятся менее очевидными (правильнее сказать, сомнительными), когда речь идёт о строительстве надземных, особенно малоэтажных стен. Односторонний процесс превращения в камень не избавляет цемент полностью от водопоглощения. При нашем климате его уровень напрямую связан с морозостойкостью – количеству циклов, которые материал способен выдержать до разрушения. Поскольку прочность высохшего раствора не должна превышать прочности кирпича (в противном случае кладка очень быстро даст необратимые трещины), швы разрушаются быстрее, а попадающая в капилляры вода более интенсивно начинает подтачивать кирпич. Известь в этом смысле более «гуманна», поскольку при замерзании она вертикальное расширение может компенсировать горизонтальным, и практически не разрушается, возвращаясь в исходное состояние. В то же время именно благодаря цементу стало возможным изобретение железобетона, без которого сегодня практически не ведётся строительство подвалов, цоколей, межэтажных перекрытий и опорных балок в капитальном строительстве.

Егор Челиев умер в Москве в 1839 году. Его имя надолго было забыто и сохранялось лишь на обложках книг в крупнейших библиотеках.

Когда-то в Весёлом посёлке существовал Опытный кирпичный завод. В середине ХХ века он превратился в улицу Весёлый Посёлок на территории Ленинграда. На месте дома № 13, вероятно, пытался осваивать массовое производство цемента Егор Герасимович, покончив с восстановлением Москвы. 6 декабря 1976 года улицу переименовали в переулок Челиева, а уже в новом веке переулок вновь стал улицей, носящей имя талантливого русского изобретателя.