Широкие разведки каменных строительных материалов и испытание их в России начались с 70-х годов ХIХ века, главным образом в связи с постройкой железных и шоссейных дорог, продолжением строительства Петербурга и других центров. Ведущая роль в исследовании каменных и других материалов принадлежала механической лаборатории, организованной в 1853 г. в Петербурге при Институте инженеров путей сообщения. Это была первая в России лаборатория по испытанию строительных материалов. Ее деятельность приобрела особый размах с 1875 г., когда лабораторию возглавил проф. Н. А. Белелюбский.
Наряду со многими другими ценными работами Н. А. Белелюбского большое значение имели его работы по исследованию морозостойкости каменных материалов. В 1886 г на международной конференции по испытанию материалов был принят его метод испытания морозостойкости, по которому насыщенные водой образцы камней подвергаются многократному попеременному замораживанию и оттаиванию. Этот метод применяется и сейчас во всем мире.
В дальнейшем каменные материалы в России исследовали проф. И. Г. Малюга в Военно-инженерной академии в Петербурге, проф. Н. К. Лахтин в лаборатории Училища живописи, ваяния и зодчества в Москве (теперь лаборатория Московского архитектурного института) и др. Но все же в царской России знание природных богатств страны было крайне недостаточным. В силу этого считалось, например, что в стране нет хороших гранитов, и они зачастую ввозились из-за границы (из Швеции). Мрамор ввозили из Италии.
Только при советской власти разведки полезных ископаемых и исследования каменных материалов получили должное развитие. Благодаря работам Академии наук СССР, трудам академиков Д. С. Белянкина, Ф. Ю. Левинсон-Лессинга, В. А. Обручева, А. Е. Ферсмана и других ученых, а также работам дорожноисследовательских и строительных институтов теперь хорошо известны и используются наши богатейшие месторождения каменных материалов (гранитов, мраморов, известняков и др.). Из отечественных каменных материалов построен мавзолей Ленина и Сталина, ими украшены станции Московского метрополитена, из них возведены многие выдающиеся сооружения последних пятилеток. С самого начала установления советской власти наша страна полностью избавилась от импорта каменных материалов, а добыча и применение отечественных каменных материалов все время расширяются.
Широко применяются в нашем строительстве новые каменные (легкие и малотеплопроводные) материалы — туф, пемза и ракушечник. Хотя ценность этих материалов была известна еще в древности строителям Закавказья и они частично применялись, но полностью изучить свойства указанных материалов и внедрить их в строительство удалось только советским ученым и инженерам. В СССР в настоящее время имеются крупнейшие в мире механизированные разработки артикского туфа, пемзы и известняка-ракушечника. Широко внедряются камнерезные машины для массового изготовления стеновых и облицовочных камней, созданные лауреатом Сталинской премии А. М. Столяровым и др.
Искусственные каменные материалы (керамические и силикатные).
По производству основного искусственного стенового строи тельного материала — кирпича — Советский Союз уже перед началом Великой Отечественной войны занимал первое место в мире (в 1940 г. в СССР было произведено 7 млрд. кирпичей, а в США — только 5 млрд.). В настоящее время первое место в мире по производству кирпича прочно закреплено за Советским Союзом
Весь длинный путь технического развития кирпично-черепичной промышленности, от ручной формовка и сушки на полянках или под навесом до современного, полностью. механизированного производства, потребовавший за рубежом около столетия, пройден в СССР за 30 лет. Это стало возможным благодаря индустриализации страны и широкому развитию научных исследований.
Отечественными учеными были подробно. изучены глины на шей страны (труды акад. В. И. Вернадского, проф. П. А. Земятченского и др.). Это способствовало созданию сырьевой базы:
для производства кирпича и керамики.
Для роста кирпичной промышленности большое значение имело создание ленточных и других прессов отёчественной конструкции. Это обеспечило массовую механизацию формовки кирпича-сырца.
В последние годы кирпичная промышленность получила отечественные мощные вакуумпрессы, а также высокопроизводительные прессы системы лауреата Сталинской премии т. Мелия и др. для производства кирпича и пустотелой керамики способом полусухого прессования.
Исследования советских ученых и работы наших инженеров позволили перейти к круглогодовому производству кирпича на основе искусственной сушки сырца в специальных сушильных установках. За последние годы на советских кирпичных заводах построено большое количество таких сушилок. Тем самым решен важнейший вопрос о круглогодовом выпуске кирпича на крупных заводах.
Благодаря достижениям мастеров кирпичного производства— лауреатов Сталинской премии ‚гг. Дуванова, Мазова, Мукосова Картавцева и других значительно ускорен срок сушки кирпича сырца и его обжига в печах непрерывного действия.
Промышленность выпускает теперь большое количество эффективного пустотелого и дырчатого кирпича, крупных керамических камней и облицовочных изделий, особенно необходимых для строительства высотных и многоэтажных зданий.
Более дешевый силикатный кирпич (из извести и песка) вы пускается в СССР также в большем количестве, чем в л другой стране мира.
Важнейшие работы об искусственных каменных (силикатных) материалах принадлежат советским ученым: проф.. Н.. Н. Смиркову (изучение петрографии силикатного кирпича) и проф. А В Волженскому (теория гидротермической обработки строительных материалов в автоклавах). Если к тому же отметить ценные практические руководства по производству кирпича, т будет справедливым утверждать, что в теории и практике данной области Советский Союз стоит на первом месте в мире.
Советские специалисты значительно расширили области производства и применения силикатных материалов; ими разработаны способы получения ряда новых строительных материалов. Это облицовочные силикатные плиты, особо легкие материалы—пеносиликат, созданный лауреатом Сталинской премии И. Т. Кудряшевым.
Лесные материалы
До первой половины ХIХ века древесина была главнейшим строительным материалом. В России был построен целый ряд вы дающихся инженерных сооружений из дерева, развивалось деревянное судостроение. В связи с этим придавалось большое значение разведению корабельного леса разработке методов исследования его качества, способов сушки, изысканию средств и методов защиты древесины от гниения и от порчи древоточцами.
Вопрос о прочности древесины различных пород также занимал видное место в связи с необходимостью замены ценного дуба. В 1732 г воинской морской комиссией было внесено предложение о замене дуба лиственницей, которая по своей прочности и стойкости не уступала ему.
Необходимость найти средства и способы защиты древесины от гниения и древоточцев возникла в 1700 г. в связи с использованием древесины ля судостроения. Первые опыты по антисептированию древесины (свай) были проделаны при Петре 1.
Различные способы антисептирования древесины начали широко применяться с 40-х годов ХIХ века в железнодорожном строительстве и в службе связи. К этому же времени относятся и работы по изысканию рациональных способов сушки леса.
К концу ХIХ века эти вопросы приобрели первостепенное значение. В 1887 г. Русским техническим обществом была создана специальная комиссия по выработке технических условий на средства и способы защиты древесины от гниения. В работе этой комиссии и в; проведении больших исследований приняли деятельное участие профессор Института инженеров путей сообщения Н. А. Белелюбский, профессор Лесного института
Д. Н. Кайгородов и др.
После Великой Октябрьской социалистической революции наука о лесе и лесных материалах получила широкое развитие. В СССР созданы десятки крупнейших научных учреждений по вопросам лесоразведения и обработки леса.
Широко применяя достижения выдающихся русских ученых В. В. Докучаева, И. П. Бородина, Г. Ф. Морозова,
И. В. Мичурина и Т. Д. Лысенко, академик В. Н. Сукачев (Институт леса Академии наук СССР) вывел путем селекции и скрещивания около двадцати быстрорастущих древесных по род. Всесоюзным институтом лесного хозяйства выведенены скороспелые сорта дуба, тополя, вяза, манчжурского ореха и др.; Киевским лесохозяйственным институтом разработан метод ускоренного выращивания бессучковой сосны (с поверхности ствола молодого деревца удаляют боковые почки).
Советскими учеными создана новая отрасль науки—древесиноведение (лауреат Сталинской премии проф. С. И. Ванин), разработана теория сушки древесины (проф. Н. Н. Чулицкий и др.) созданы новые типы деревянных инженерных сооружений и методы конструктивной защиты древесины от гниения (проф.
Г. Г. Карлсен и др.), химической защиты древесины от гниения и повышения ее огнестойкости.
Нашими учеными получены специальные клеи и новые виды клееных дощатых и фанерных конструкций, значительно более легких, экономичных и индустриальных, чем, обычные деревянные конструкции.
Советская наука о лесных материалах заслуженно занимает передовое место в мире.
Металлы
Металлы являются основой всей современной промышленности и техники.
С давних времен металлургия и металлобработка, в особенности кузнечное и литейное дело, успешно и с любовью осваивались русскими мастерами, достигшими в них высокого совершенства.
Россия в 18 веке победила сильнейшего агрессора того времени Швецию, опираясь на собственное производство вооружения.
Во второй половине ХУIII века Россия занимала первое место в мире по производству чугуна. Русский металл успешно конкурировал с английским и шведским на европейском рынке, уральское кровельное железо под названием «сибирского» пользовалось мировой известностью.
Однако в дальнейшем,, в начале ХIХ века, крепостная Рос сия оказалась в промышленном и техническом отношениях отброшенной назад по сравнению с Западной Европой, где быстро развивался капитализм.
В 1913 г. в России было выплавлено чугуна и стали по 4, 2 млн. т, и она перешла на пятое место в мире. К этому времени русская металлургия оказалась под влиянием иностранно го монополистического капитала.
Урал, являвшийся раньше основным горнопромышленным центром России, в ХI веке уступил свое место Югу, дававшему к 1913 г. три четверти всей металлургической продукции. Здесь на Юге особенно сильна была роль иностранного капитала.
В. И. Ленин перед первой мировой войной отметил: «Относительно железа—одного из главных продуктов современной промышленности, одного из фундаментов, можно сказать, цивилизации—отсталость и дикость России особенно велики»
Перед первой мировой войной русская металлургия давала стране только черные металлы, медь, золото, серебро, платину, свинец; остальные металлы, крайне необходимые для промышленности, ввозились из-за границы.
За время первой мировой войны, а затем гражданской войны добыча металлов в России почти прекратилась, и советской власти пришлось создавать металлургическую промышленность заново.
В годы восстановления и реконструкции народного хозяйства в первые же пятилетки советская металлургия начала интенсивно развиваться, опережая капиталистические страны по темпам своего роста и исключительным научно-техническим успехам.
К концу первой пятилетки в СССР была создана тяжелая промышленность, на основе которой осуществлена социалистическая индустриализация страны. Проблема снабжения нашей Родины металлом была в основном разрешена.
За годы первой и второй пятилеток (гг.) были построены и введены в действие крупнейшие заводы черной металлургии: Магнитогорский, Кузнецкий, Криворожский, Ново-Тульский, Новолипецкий, Керченский, Запорожстйль, Азовсталь и другие.
По успешного завершения первых двух пятилеток 18 съезд ВКП (б) в 1939 г., определив пути постепенного перехода от социализма к коммунизму, выдвинул перед народами Советского Союза основную задачу—догнать и пёрегнать главные капиталистические страны также в экономическом отношении, т. е. по размерам промышленного производства на душу населения.
В третьей пятилетке социалистическая промышленность продолжала развиваться быстрыми темпами. В 1940 г. в СССР было выплавлено чугуна в 3, 6 раза и стали в 4, 3 раза больше, чем в 1913 г.: чугуна было выплавлено 15 млн. т, стали—18, 3 млн. т.
Металлургия цветных металлов развивалась также широко. Намного увеличилось производство меди. За годы советской власти в нашей стране было создано производство алюминия, магния, вольфрама, молибдена, никеля, олова, сурьмы и др.
К двум прежним районам добычи цветных металлов—Уралу и Кавказу—добавились Казахстан Киргизия, Кольский полу остров, Дальний Восток.
В широком масштабе в металлургии стало применяться обогащение руд.
Вероломное нападение гитлеровской Германии прервало наше мирное строительство.
В начале войны мы потеряли мощную базу металлургии— Юг, который давал около 2/ всей выплавки чугуна в СССР и более половины стали и проката, но и политика партии и правительства разбила все надежды врага на быструю и легкую победу. Во время войны была проведена беспримерная в истории гигантская операция перебазирования нашей промышленности из прифронтовых районов на Восток.
В годы Великой Отечественной войны советские металлурги разрешили ряд таких трудных и важных технических проблем, как выплавка легированных и броневых сталей в больших мартеновских печах, прокатка броневой стали на обычных листовых станах, автоматическая сварка.
Советская Армия в годы Великой Отечественной войны была полностью обеспечена металлом и всей необходимой военной техникой, и это в значительной мере обусловило победу СССР над фашистской Германией и империалистической Японией.
После победы наша металлургия была быстро восстановлена) уровень довоенного, 1940 года, по производству стали и чугуна был достигнут в 1948—1949 гг., а к концу первой послевоенной пятилетки, в 1950 г., превзойден на 45%.
В четвертой пятилетке (1946—1950 гг.) произошли крупные сдвиги в советской металлургии в сторону более равномерного размеще4-юия металлургических заводов по всей стране на основе народнохозяйственного плана развития отдельных районов.
Теперь Средняя Азия, Кавказ, дальний Восток и другие районы производят свой металл. Дальние перевозки угля, руды и металла все больше и больше сокращаются.
Районы СССР, экономически отсталые в прошлом, пол индустриальную базу для нового культурного и хозяйственного подъема.
В 1952 г. в СССР произведено чугуна 25 млн. т (примерно на 70% больше, чем в 1940 г.) и стали 35 млн. т (на 90 % больше, чем в 1940г.).
Пятым пятилетним планом развития СССР предусмотрен к 1955 г. рост производства металлов по сравнению с 1950 г. при мерно в следующих размерах: чугуна на 76%, стали на 62% а цветных металлов—в еще большей степени.
В ближайшие пятилетки производство чугуна должно быть доведено до 50. млн. т в год, стали—до 60 млн.
Русская наука о металлах начинается с М. В. Ломоносова. В 1763 г. вышла книга «Первые основания металлургии или рудных дел», которая является выдающимся трудом по металлургии, в частности чугуна, и горному делу. М. В. Ломоносов описал в этой книге технологические приемы, необходимые для практика-металлурга и изложил физико-химическую сущность металлургического процесса.
Из последующих работ по металлургии особо следует отметить труды выдающегося русского металлурга горного инженера генерал-майора П. П. Аносова. Он впервые (в 1831 г.) использовал микроскоп для изучения структуры металлов при исследования строения высококачественной стали—булата, проблему изготовления которой П. П. Аносов блестяще разрешил на Златоустовском заводе (1837 г.).
Аносов, по существу, явился зачинателем производства высококачественных сталей, играющих важнейшую роль в современной технике.
Русская металлургия со времен М. В. Ломоносова развивалась в тесном контакте с химией и физикой. Наши химики и физики всегда приходили на помощь металлургам. Особенно велика заслуга великого русского ученого д. И. Менделеева, который боролся за индустриальное развитие России и много сделал для организации металлургических заводов. Однако до Великой 1 Октябрьской социалистической революции из-за отсталости экономики России, консерватизма и косности царского правительства результаты работ русских ученых не могли быть полностью использованы на практике.
Основоположниками современной теории металлургии и металловедения являются Д. К. Чернов, А. А. Байков, Н. С. Курнаков, М. А. Павлов.
Выдающийся русский металлург Д. К. Чернов (1839— 1921 гг.) сделал крупнейшее и исключительное по своим последствиям открытие. Он установил критические точки— температуры, при которых происходит изменение структуры и свойств охлажденной стали. Этим открытием Чернов разрешил основной вопрос об условиях термообработки и ковки стали. Современные русские металлурги и металловеды являются последователями Д. К. Чернова. Они создали советские школы металлургии, занявшие выдающееся место в советской и мировой науке. В области металлургии чугуна—это школа академика М. А. Павлова; в области металлургии стали—школа академика А. А. Байкова и других ученых.
Академик М. А. Павлов разработал стройную теорию доменной плавки чугуна и методику металл расчетов, на которых сейчас базируется вся теория и практика доменного дела. Его трехтомный курс Металлургия чугуна, удостоенный Сталинской премии, по глубине исследования и богатству научного и практического материала является единственным в мировой литературе. Под техническим руководством академика
М. А. Павлова при участии академиков А.. Байкова, И. П. Бардина и Н. Т. Гудцова создавались наши гиганты металлургии: Магнитогорский, Кузнецкий и другие заводы.
Академик А. А. Байков разработал теорию металлургических процессов стали, и его идеи получили дальнейшее развитие в работах школы академика М. М. Карнаухова.
В развитии нашей технологии строительных материалов огромную роль сыграли созданные при советской власти научно-исследовательские институты по всем основным строительным Материалам (цементу, керамике, стеклу, асбесту, местным строи тельным материалам и др.) и большая сеть центральных и местных лабораторий революции в России не было ни одного научно-исследовательского института в этой области.
За годы советской власти и обширная научно-техническая литература по строительным материалам. Капитальные основные труды по строительным материалам были созданы советскими учёными. Такими крупными трудами являются: «Технология вяжущих веществ проф. В. Н. Юнга и др., «Технология керамики> действительного члена Академии наук УССР П. П. Будникова и др., «Технология стекла> проф. И. И. Китайгородского и др.
Наши ученые, инженеры и новаторы производства успешно борются за дальнейшее развитие советской ‚ строи тельных материалов, сознавая, что расширение производства и повышение качества всех основных строительных материалов, особенности металла, кирпича, цемента и бетона, являются од ним из важных условий для матёриального обеспечения построения коммунистического общества.