Глина
В нашем современном обиходе глину мало кто замечает — многие, наверное, помнят ее только по школьным урокам лепки. Но вообще-то керамика сыграла решающую роль в развитии цивилизации. В глиняных сосудах с крышками пищу можно спрятать от насекомых и зверей, а также готовить ее, консервировать, выдерживать, транспортировать для продажи и брать с собой в дорогу. Глина, сформованная в виде брикетов и затем обожженная, дает незаменимый строительный материал, плоть городов, мельниц и заводов.
Пласты глины залегают повсюду, она обнаруживается под поверхностным слоем почвы во многих местах Земли. Глина состоит из мельчайших частиц алюмосиликатов — это слои окисленного алюминия и кремния, выветренных из скал и зачастую далеко унесенных реками или ледниками. Разные виды глины просто выкапываются из неглубоких ям и обрабатываются вручную. Примитивный сосуд можно изготовить, скатав из влажной глины шар, погрузив в него большие пальцы и вылепив круглую емкость. Но чтобы добиваться более сложных и разнообразных форм, придется заново изобрести гончарный круг. Самая ранняя конструкция круга — свободно вращающийся диск, на котором гончар крутит обрабатываемый объект. В «новом» гончарном круге, вошедшем в употребление по меньшей мере 500 лет назад, а может быть, намного раньше, используется маховик — например, массивный круглый камень, — который накапливает энергию вращения, чтобы ход круга был равномерным. Время от времени вращению придается новый импульс толчком руки или ноги или, если вам повезет найти его, действующим электромотором.
Высохшая глина — материал относительно долговечный, но еще лучше ее обжечь, превратив в керамику. При температуре от 300 до 800 °C из глины безвозвратно испаряется вода, и минеральные волокна спекаются вместе, но сохраняют пористую структуру. Если нагреть выше 900 °C, начнут спекаться сами частички глины и вытаивать незначительные примеси. Эти глазирующие соединения пропитывают всю структуру материала и, остывая, отверждаются в стекловидный агент, крепко связывающий кристаллы глины и заполняющий все полости, отчего сосуд становится особенно прочным и водонепроницаемым. Для герметизации изделие намеренно покрывают этим веществом перед обжигом — это и есть глазурование. Можно еще бросить в печь немного соли: испепеляющий жар разлагает ее, и пары натрия, смешиваясь с кремнием в составе глины, образуют прозрачное покрытие (только имейте в виду, что в процессе выделяется хлор, ядовитый газ). Этот метод исторически применялся для герметизации керамических труб, предназначенных для водопровода и канализации.
Обожженная керамика — не только прочный и водонепроницаемый материал, это еще и чрезвычайно термостойкий «огнеупор». У алюмосиликатов высокая температура плавления, и, поскольку составляющие их элементы уже соединены с кислородом, этот минерал не воспламеняется при нагреве. Такой огнеупорный кирпич — идеальный материал для печей и горнов. Чтобы использовать огонь в технологическом процессе, его нужно запереть в печи, а значит, понадобится вещество, которое не даст теплу уходить и в то же время само не пострадает от жара. Прекрасный пример того, как цивилизация сама себя тащит вперед: обжиг глины в большом костре для получения огнеупорного кирпича, из которого пережившие апокалипсис построят печи для обжига новых и новых кирпичей. Сама история цивилизации — это эпопея обуздания и одомашнивания огня, покорения все более высоких температур: от костра к гончарной печи, плавильне бронзового века, горну железного века и домнам промышленной революции — и этот путь был бы невозможен без огнестойкого кирпича.
Обожженный кирпич также повсеместно применяется в строительстве. В сухом климате сойдет и примитивная стена из высушенной на солнце грязи — самана, но сильный ливень может размыть такую постройку. Гораздо более стойкий кирпич получится, если несколько щедрых пригоршней глины умять в формовочную матрицу в виде параллелепипеда и отправить в печь, где цепь химических реакций превратит глину в твердую долговечную керамику. Однако для возрождения цивилизации несколькими пригоршнями глины не обойтись. Чтобы стена стояла прочно, ряды кирпича должны быть скреплены между собой — и тут мы возвращаемся к извести.
