Всем хорош был римский бетон, но он боялся воды и довольно быстро разрушался. Для строительства требовалось водостойкое вяжущее, и его нашли. Строители заметили: если к известковому раствору добавить вулканический пепел Везувия, то прочность бетона повышалась. К тому же он не только не разрушался в воде, но и твердел в ней. Такой бетон, твердеющий в воде, мы называем гидравлическим. Добавки продукта извержения Везувия назвали пуццоланой по месту большого скопления пепла у местечка Пуццоли вблизи Неаполя.

Бетон стал основным строительным материалом во времена Юлия Цезаря. Уже более двух тысяч лет стоят в городах бывшей Римской империи сооружения тех лет: мосты, акведуки, термы, величественный Пантеон, амфитеатр Флавиев, или Колизей.

Надо сказать, что древние римляне при возведении многих сооружений использовали и так называемый природный бетон. Оказывается, в природе существует материал, подобный искусственному бетону. Это обломки горных пород, которые сама природа связала вместе каким-либо минеральным склеивающим веществом. Им могли быть кремнезем, кальцит, гипс, известь. Такие породы, как конгломерат, песчаник, брекчия, называют цементированными, они по строению очень близки к современному цементному бетону.

С падением Римской империи применение бетона прекратилось, секреты его получения были утрачены.

Возобновилось использование бетона только в XVIII столетии в европейских странах.

В России известковый раствор — основа римского бетона — применялся еще со времен Киевской Руси. Пуццоланы у нас не нашлось, поэтому в качестве гидравлической добавки догадались использовать толченый кирпич, бой керамической посуды и черепицы. Толченый кирпи на Руси называли цемянкой, а вяжущее на основе извести с цемянкой в XVIII веке у нас называли цементом. Известно, что Петр I требовал присылки именно цемента, а не извести для строительства верфей в Лодейном поле. Разумеется, этот цемент мало чем походил на современный.

Значение слова «цемент» на протяжении многих веков неоднократно менялось. Сегодня это собирательное название искусственных неорганических порошкообразных вяжущих материалов. В переводе с латинского «цемент» означает «битый камень», «щебень». Одно время цементом именовали гидравлические добавки к извести, потом цементом стали называть все вяжущие растворы: глиняные, гипсовые, известковые. Иногда цементом называли даже замазки.

Но вернемся в XVIII столетие. Строителей не удовлетворяли известковые растворы, так как кладка на их основе просыхает в полной мере только года за два и, что еще важнее, бетоны на извести легко разрушались под воздействием влаги. Приходилось искать хорошее гидравлическое вяжущее вещество, чтобы создавать прочные и водостойкие бетоны. Ведь секрет римского бетона еще не был разгадан.

В 1759 году английский инженер Джон Смитон первым при сооружении Эддистонского маяка применил вяжущее из обожженных глинистых известняков. Полученная известь твердела не только на воздухе, но и под водой. Смитон получил гидравлическую известь, что особенно важно для Англии, где в середине XVIII века в связи с развитием мореплавания, мостостроения, строительства портов требовалось много водостойкого вяжущего материала.

В конце XVIII столетия другой англичанин, Джеймс Паркер обнаружил в устье Темзы скопления окатанных камней. Ими оказались известняки, содержащие более 25 % глинистых примесей. Джеймс Паркер обжег камни, но при гашении их водой они не рассыпались в белый порошок, как обычно при получении извести. У него оказались мелкие камешки, которые при помоле дали порошок серого цвета. После затворения, или смешения его с водой, раствор быстро твердел как на воздухе, так и в воде и набирал еще большую прочность, чем уже известная гидравлическая известь. Это вяжущее назвали романцементом, что в переводе означает «римский цемент». Так через много столетий было получено вяжущее, близкое к римскому. Романцемент на долгие годы займет ведущее место в строительном производстве.

Однако месторождений известняков с необходимым строго определенным содержанием глины не так уж много. Стояла задача составить искусственную смесь, пригодную для получения прочного гидравлического вяжущего. Но без знания точных соотношений известняка и глины сделать это не так просто. Без теоретических знаний поиски искусственного вяжущего велись медленно, вслепую.

Почти одновременно, независимо друг от друга английский каменщик Джозеф Аспдин и русский строитель Егор Челиев усовершенствовали романцемент, приблизив его по свойствам к современному цементу. Но судьба распределила роли двух изобретателей не поровну. Джозеф Аспдин уже при жизни пользовался всемирной известностью. Имя Егора Челиева более ста лет находилось в полном забвении.

21 октября 1824 года каменщик Джозеф Аспдин получает патент на усовершенствование способа производства искусственного камня — портландцемента. Этот день считается днем рождения современного искусственного вяжущего. В затвердевшем виде новый цемент напоминал известняк из каменоломен близ города Портланда, отсюда и название нового строительного материала— портландцемент.

Сорокапятилетний уроженец города Лидса Джозеф Аспдин основал неподалеку в Уэйкфилде заводское производство нового цемента. Дело его процветало, и очень скоро к нему пришло признание. В 1924 году в Англии праздновали столетие со дня изобретения портландцемента. На торжества прибыла американская делегация. Она от имени Американской портландце-ментной ассоциации преподнесла городу Лидсу мемориальную бронзовую доску в память Джозефа Аспдина. Надпись на доске гласила, что изобретение портландцемента сделало весь мир должником Дж. Аспдина. В 1938 году от имени цементной промышленности Англии в кладбищенской церкви, где погребен изобретатель, была установлена мемориальная доска Джозефу Аспдину с двумя барельефами. Так отмечены заслуги англичанина в изобретении отличного вяжущего.

А что же с русским изобретателем?

Исследования советских авторов позволяют поставить рядом с именем англичанина Джозефа Аспдина забытое имя Егора Челиева. Русский изобретатель Егор Герасимович Челиев (грузин по отцу, русский по матери) родился в 1771 году. Его дед с петровского времени, а затем и отец состояли на службе в России. Грузинская фамилия Челидзе со временем превратилась в Челиевых. Егору не удалось получить сколько-нибудь серьезного систематического образования. Учился он самостоятельно всю жизнь. Службу начал с 16 лет. Сначала он был уездным землемером, потом военным, чиновником и снова землемером. Ему приходилось составлять планы городов, сел, деревень. Позднее, в 1818 году Челиев участвовал в разработке «Прожек-тированного плана столичного города Москвы». Эта его деятельность позволила составителям Биографического словаря в 1905 году назвать Егора Герасимовича географом. В то время под этим словом понимали деятельность Челиева как землемера, землеустроителя, картографа и планировщика.

В том же словаре Челиев значится еще и писателем по домоводству. Здесь опять-таки следует пояснить, что словом «домоводство» означали домостроение, устройство усадеб, мостов, плотин, каналов, а также изготовление строительных материалов. Всеми этими делами Челиев занимался, работая в Комиссии для строений в Москве. Основной задачей Комиссии было восстановление города после пожара 1812 года. Вот тогда-то он и изобрел свой мертель, как он назвал цемент.

Под руководством Челиева в Москве сооружали водопроводы и водостоки, фонтаны и бассейны для водозабора, каналы и мостовые. На строительстве этих сооружений с 1813 по 1824 год изобретатель и испытал свой мертель. Для приготовления цемента он брал строительный мусор: штукатурку от разломанных строений и скопившуюся пылянку извести. Это было намного дешевле, чем приготовление цемента на извести, а по прочности строения на его «каменном клее» превосходили возведенные на традиционных вяжущих. Одиннадцать лет все каналы, бассейны и прочие сооружения служили исправно. И только тогда, в 1825 году, убедившись, что стены сооружений не пропускают воду и со временем становятся еще прочнее, он опубликовал книгу «Полное наставление, как приготовлять дешевый и лучший мертель, или цемент».

Е. Челиев, как и Дж. Аспдин, получил искусственный гидравлический цемент с превосходными свойствами. Результаты у Челиева были даже выше, чем у Аспдина. Одно и то же сырье, составленное из известняка или извести и глины в определенной пропорции, они обжигали при разных температурах. Дж. Аспдин обжигал смесь при температуре 900—1000 °C. Он старался не допускать спекания сырья, спекшиеся куски отбрасывал как брак. Е. Челиев, напротив, вел обжиг добела, до спекания, или оклинкерования. Температура обжига повышалась до 1100–1200°. При этом достигалось более полное взаимодействие извести с глиной. После обжига оба изобретателя смесь измельчали, просеивали и выдавали портландцемент. Но Челиев создал более прочный цемент, твердеющий в воде, и тем самым сделал шаг вперед на пути к современному цементу.

Секрет превращения цемента в камень состоит в том, что при смешивании его с водой начинается химическая реакция при которой минералы, входящие в состав цемента, присоединяя к себе воду, превращаются в новые химические соединения. Процесс идет до тех пор, пока все цементные зерна не соединятся с водой. В результате получается густая, как сметана, и клейкая масса. Постепенно она густеет, кристаллизуется и превращается в прочный камень.

Книга Е. Г. Челиева вскоре после выхода стала известна в инженерных кругах России и была высоко оценена специалистами. А дальше произошла странная вещь: занимая высокие посты в Комиссии, имея почетные награды, Челиев в 1829 году вдруг был бездоказательно, несправедливо признан профессионально несоответствующим занимаемой должности и отстранен °т работы. И это после такой характеристики, выданной всего лишь несколькими мясяцами ранее:

«5-го класса Егор Герасимов сын Челиев, 56 лет, из дворян Саратовской губернии, начальник 2-го раз-Ряда. В службе 39-й год, при Команде состоит в комплекте. В иностранной службе не был, в кампаниях не служил. Ведет себя по службе хорошо, способности ума имеет весьма хорошие, пьянству или игре не предан, в хозяйстве хорош. По российски читать, писать, арифметику, геометрию, артиллерию, фортификацию, опытную физику, химию, механику, живопись, скульптуру и гражданскую архитектуру знает; иностранных языков не знает. К повышению достоин».

Вот так — к повышению достоин, но от службы отстранен. После 1829 года следы Челиева теряются. Около 130 лет пролежали в архивах книги и документы талантливого изобретателя, и теперь, когда они стали доступны и широко известны, мы вправе гордиться нашим соотечественником, одним из создателей портландцемента.