Луи Вика

Луи Вика — это французский инженер и изобретатель, химик и строитель, наиболее известный как создатель искусственного гидравлического цемента, получившего название «цемент Вика», а также как разработчик иглы Вика — прибора для определения сроков схватывания цементного теста. Его работы заложили научные основы современного цементного производства и технологии вяжущих веществ.

Биография

Ранние годы и образование

Луи Жозеф Вика (Louis Joseph Vicat) родился 31 марта 1786 года в городе Нёйи-сюр-Марн (департамент Сена и Марна, Франция) в семье архитектора. После смерти отца в 1794 году его воспитанием занимался дядя, который также был архитектором. В 1804 году Вика поступил в престижную Политехническую школу (École Polytechnique) в Париже, где изучал математику, физику и химию. Через два года он продолжил обучение в Школе мостов и дорог (École des Ponts et Chaussées), одной из старейших инженерных школ Франции, которую окончил в 1809 году с дипломом инженера путей сообщения.

Карьера и научная деятельность

После окончания школы Вика был направлен на строительство дорог и мостов в департамент Ло. В 1812 году его перевели в департамент Жиронда, где он начал систематические исследования свойств строительных растворов. В 1817 году, работая над проектом моста через реку Дордонь, Вика столкнулся с проблемой создания водонепроницаемого раствора для подводных частей опор. В то время для строительства гидротехнических сооружений использовали дорогостоящий и не всегда доступный «римский цемент» (пуццолановый раствор). Вика поставил цель создать искусственный аналог, доступный в любом регионе.

В 1818 году он опубликовал свою первую важную работу «Исследование о гидравлических вяжущих веществах» (Recherches sur les liants hydrauliques), в которой описал результаты экспериментов по обжигу смесей известняка и глины. Вика установил, что гидравлические свойства обожжённого камня зависят от соотношения в нём извести и глины. Он определил, что для получения гидравлического вяжущего необходимо обжигать до спекания смесь, содержащую от 20 до 30 % глины. Полученный продукт он назвал «искусственным гидравлическим цементом».

В 1824 году Вика изобрёл иглу Вика — стандартизированный прибор для измерения времени застывания цементного теста. Этот прибор, представляющий собой металлический стержень с иглой на конце, опускаемый в образец, до сих пор является основным инструментом контроля качества цемента во всём мире.

В 1828 году, после завершения строительства моста в Суйаке, Вика был назначен главным инженером департамента Изер. В 1830 году он опубликовал фундаментальный труд «Практический и теоретический трактат о гидравлических растворах» (Traité pratique et théorique des mortiers hydrauliques), который стал настольной книгой для строителей и инженеров XIX века.

В 1852 году, за год до смерти, Вика был награждён орденом Почётного легиона. Умер Луи Вика 10 апреля 1861 года в Гренобле.

Научные достижения

Создание искусственного гидравлического цемента

Главным вкладом Вика в науку и технику стало доказательство того, что гидравлические свойства цемента не являются исключительной прерогативой природных материалов (пуццоланов, трассов). Он показал, что искусственный цемент можно получить путём обжига смеси определённых пропорций известняка и глины. Вика разработал технологию, включающую:

• Дробление и смешивание сырьевых компонентов.
• Обжиг смеси в шахтных печах при температуре около 1000–1200 °C до состояния клинкера.
• Тонкий помол полученного клинкера.

Хотя Вика не запатентовал своё изобретение (он считал, что научные открытия должны служить обществу), его работы стали основой для промышленного производства цемента. В 1824 году английский строитель Джозеф Аспдин получил патент на «портландцемент», однако историки техники отмечают, что технология Аспдина была менее совершенной, чем у Вика, и именно французский инженер первым научно обосновал процесс получения цемента.

Игла Вика

Игла Вика (аппарат Вика) — это прибор для определения нормальной густоты и сроков схватывания цементного теста. Конструкция прибора включает:

• Штатив с подвижной металлической штангой.
• Сменные насадки (игла диаметром 1,1 мм для определения начала схватывания, игла с кольцом для определения конца схватывания, пестик для определения нормальной густоты).
• Измерительную шкалу.

Методика испытания, разработанная Вика, заключается в погружении иглы в цементное тесто через определённые промежутки времени. По глубине погружения судят о начале и конце схватывания. Этот метод был стандартизирован во всех странах мира и остаётся неизменным более 150 лет.

Другие изобретения

Помимо цемента и иглы, Вика разработал:

• Метод определения состава строительных растворов.
• Технологию изготовления искусственного камня.
• Способ защиты металлических конструкций от коррозии с помощью цементной обмазки.
• Усовершенствовал конструкцию гидравлических известегасилок.

Память

• Имя Луи Вика носит одна из улиц в Гренобле.
• В 1957 году в честь учёного была названа компания «Vicat» (организация зарегистрирована в РФ, не является запрещённой или экстремистской) — один из крупнейших мировых производителей цемента, основанный его внуком Жозефом Мерсье-Вика.
• В 1990 году Международный союз лабораторий и экспертов в области строительных материалов, систем и конструкций (RILEM) учредил медаль имени Луи Вика за выдающиеся достижения в области цементных материалов.
• В 2011 году во Франции была выпущена почтовая марка, посвящённая 225-летию со дня рождения Вика.

Критика и наследие

Несмотря на огромный вклад в науку, имя Вика долгое время оставалось в тени Джозефа Аспдина, чей патент на портландцемент получил широкую коммерческую известность. Историки техники отмечают, что Аспдин, в отличие от Вика, не оставил подробного научного описания своего процесса, а его цемент часто уступал по качеству продукту Вика. Однако именно патентная система Англии обеспечила Аспдину приоритет в глазах общественности.

В России работы Вика стали известны в середине XIX века. Русские инженеры, такие как Е. Г. Чельцов и А. Р. Шуляченко, активно использовали его труды при создании отечественной цементной промышленности. В 1856 году на заводе в Гроздово (ныне Беларусь) был впервые получен цемент по методу Вика.

Луи Вика считается одним из отцов-основателей современной технологии вяжущих веществ. Его подход — сочетание теоретической химии, практического эксперимента и инженерного расчёта — стал образцом для последующих поколений строителей и материаловедов.

Источники

• Vicat, L. J. Recherches sur les liants hydrauliques. — Paris, 1818.
• Vicat, L. J. Traité pratique et théorique des mortiers hydrauliques. — Paris, 1830.
• Blezard, R. G. The History of Calcareous Cements // Lea's Chemistry of Cement and Concrete. — 4th ed. — Butterworth-Heinemann, 1998.
• Hewlett, P. C. (ed.). Lea's Chemistry of Cement and Concrete. — 5th ed. — Elsevier, 2019.
• Шуляченко, А. Р. О цементах и их применении в строительстве. — СПб., 1890.