Рис. 9.4. Мост через Рейн, построенный Юлием Цезарем в 55 г. до н. э. Рисунок А. Палладио (XVI в.)

Рис. 9.5. Мост через Дунай. Рисунок с барельефа колонны Траяна в Риме

По описанию Витрувия и жившего три столетия позже него Фавентина, с помощью дерева возводились и сводчатые конструкции. Для этого устанавливались деревянные кружала нужного очертания. Они служили как бы арочным каркасом будущего свода. Витрувий советовал применять для кружал исключительно кипарисовое дерево, а не ель, так как кружала из ели быстро подгнивают. Кружала соединяются с уложенным поверх настилом с помощью забитых железных гвоздей. Снизу к ним привязывают расплющенный лыком греческий тростник. Затем грубо оштукатуривают и отделывают мелом или мраморным порошком. Этот тип конструкции не мог сохраниться до наших дней. Но поскольку он упоминается сразу двумя авторами, можно полагать, что он был широко распространен.

При строительстве в Древней Греции, а также Мексике или Перу применялась безрастворная каменная кладка. Причем уровень качества в притесывании отдельных блоков был столь высок, что между ними не проходило даже лезвие ножа. Это достигалось притиркой камней друг к другу песком. В Риме также пользовались «сухим» способом, однако наиболее распространена здесь была кладка на известковом растворе с добавлением измельченной керамики и вулканического песка, что придавало постройкам особенную долговечность. Витрувий и Плиний дают близкое соотношение песка и извести в растворе. Витрувий предлагает на 1 часть извести 3 части песка, а Плиний – соотношение 1: 4.

Кирпич, который назывался плинфой, имел иные размеры, чем современный кирпич, а именно 500 × 300 × 12–30 мм. Таким тонким его делали для того, чтобы избежать растрескивания и коробления при обжиге. Привычный для нас прием перевязки рядов в кладке с чередованием тычков и ложков (короткой и длинной сторон кирпича) применялся уже в Древнем Риме. Кладку часто использовали в качестве опалубки. Причем между двумя стенками опалубки внутрь, для создания собственно массива стены, послойно засыпался щебень и заливался раствор. Для связи облицовочных слоев с целью противостоять распору, возникающему при засыпке щебня и заливки раствора, либо делались массивные кирпичные вставки размером до 0,6 м, либо закладывались в качестве связей бревна, которые навсегда оставались в стене. Все работы производились с легких переставляемых лесов, которые представляли собой помосты, уложенные на поперечины из неотесанных бревен.

Интересно применение кладки под углом в 45° к горизонту. При этом часто использовали кирпич, разрезанный по диагонали. Он был дешевле четырехугольного и обеспечивал лучшую связь.

Сведения о римском бетоне наиболее достоверны, так как множество бетонных сооружений дошло до нашего времени. Римляне не являются изобретателями бетона. Пески вулканического происхождения, обладающие цементирующими свойствами, широко распространены по всему Средиземноморью. И до римлян их смешивали с известью и получали вяжущее, похожее на современное цементное. Даже в наше время на древнегреческом острове Фера, который после четвертого крестового похода получил название Санторин, в качестве основного строительного материала используют вулканический грунт (вкл., рис. 140). Скорее всего, технологию изготовления бетона на извести римляне заимствовали у этрусков. Известно, что бетон стали использовать в Риме после Второй Пунической войны во II в. до н. э. Бетонное строительство описывается Катоном Старшим[74] и Витрувием. Однако в эпоху Августа (27–14 гг. до н. э.) бетон еще не рекомендуется в качестве материала, которому можно всецело доверять. С I по Iv вв., в эпоху императорского Рима, строительство из бетона выходит на невероятный технический уровень, который позже не удастся достичь вплоть до XIX в. Это объяснялось несколькими обстоятельствами. Во-первых, получил самое широкое распространение раствор с заполнителем из дробленой керамики или бута от разрушенных строений или из кусков естественного камня. Этот раствор славился своей долговечностью. Из него строились огромные сооружения. Во-вторых, поблизости от Рима находились карьеры с вулканическим песком, обладающим цементирующими свойствами. В-третьих, римляне хорошо владели строительным мастерством. Для особенно ответственных объектов они привозили пуццолану из порта Путеоли близ Неаполя, что в окрестностях Везувия. Витрувий писал, что «в соединении с известкой и бутом она (пуццолана – прим. авт.) не только сообщает крепость зданиям вообще, но даже когда при помощи ее выкладываются дамбы в море, то и они приобретают прочность под водою». Бетон, изготовленный на основе пуццоланы, по своим качествам был близок к современному бетону на основе портландцемента. Однако на многие века после падения Римской империи этот замечательный материал будет забыт, и на протяжении всего Средневековья, эпохи Возрождения, вплоть до начала XIX в. в строительстве будет применяться только известковый раствор.

При отсутствии пуццоланы вместе с обычным речным песком применяли гидравлическую известь и добавляли треть керамического щебня. Однако прочность римского бетона достигалась прежде всего его низким водоцементным соотношением. Известно, что Плиний рекомендовал каменщикам осторожно применять воду. Для приобретения и сохранения прочности бетона большое значение имеет температурный режим. Римляне хорошо знали о влиянии температуры на качество бетона. Еще Фронтин указывал, что ремонтные работы на акведуках следует проводить только между 1 августа и 1 ноября. Иначе говоря, при сильной жаре свойства материала могут утратиться. Если современный бетон включает в себя в качестве основного заполнителя щебень, то римляне использовали заполнитель из самых разных по составу и размерам фракций. Так, заполнители более тяжелые и крупные применялись в бетоне при закладке фундаментов, более легкие, такие как пемза, использовались для строительства надземных частей здания. Заполнитель из более крупных, чем применяют сегодня, кусков укладывался правильными рядами и затем заливался раствором. В Пантеоне (рис. 9.6), диаметр которого (43,2 м) не был превзойден до XIX в., в нижнем поясе стен в качестве заполнителя был применен кирпичный щебень, выше шли слои с кирпичным ломом и туфом, а для верхней части купола заполнителем служили слои туфа и пемзы.