ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АСБЕСТОВОЙ КЕРАМИКИ: ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ И ПРОГРАММА ЭКСПЕРИМЕНТА

Полный текст

История изучения керамики с примесью асбеста на территории Фенноскандии насчитывает более 150 лет. За этот период исследователями было выделено не менее 15 типов керамики с асбестом, бытовавших практически без перерывов на протяжении 5000 лет (около 4500 л. до н.э. - 500 г. н.э.). Асбестовой керамике отдельных регионов посвящен ряд обобщающих работ1. Месторождения асбеста в лесной зоне Восточной Европы локализуются компактно в границах Балтийского кристаллического щита, но асбестовая керамика встречается и за несколько сот километров от него2. Это делает примесь асбеста важным индикатором перемещений и контактов человеческих коллективов в древности3, а также источником по изучению развития керамических традиций4. В этой связи неизменно возникают вопросы: почему асбестовая керамика бытовала так долго, распространилась так широко, несмотря на ограниченность проявлений асбеста в природе? Эти вопросы особенно актуальны в связи с современным знанием о вреде асбеста для здоровья человека5. В упрощенной форме наиболее распространенную на данный момент гипотезу можно сформулировать так: примесь асбеста по своим функциональным свойствам превосходит иные добавки к формовочной массе керамических сосудов, используемые в то же время на той же территории (дресва, раковина, птичий пух и др.). Авторы публикаций основывают это заключение, как правило, на теоретических знаниях о свойствах асбеста как минерала, реже - на результатах неопубликованных экспериментов6. Не исключено, что на начальной стадии использования примеси асбеста данный экзотический «мерцающий» минерал мог иногда использоваться древними людьми в рамках так называемой престижной экономики для изготовления сосудов, обладавших особыми эстетическими свойствами7. На современном этапе изучения представляется, что эти важные для понимания модели распространения и динамики развития традиции керамики с асбестом обстоятельства нуждаются в проверке посредством эксперимента с четко сформулированными целями и задачами и прописанной программой. Отметим, что значительная часть нео-энеолитической асбестовой керамики имеет примесь птичьего пуха8. Вопрос о технологическом значении сочетания в одном сосуде столь разных по качествам примесей на данный момент остается неизученным. С целью поиска ответа на вопрос о «функциональных особенностях» асбеста как примеси авторы данной статьи ставят следующие задачи: 1) проанализировать приведенные в публикациях описания технологических особенностей примеси асбеста; 2) выделить круг вопросов о свойствах асбестовой керамики, решение которых возможно только путем экспериментов; 3) составить программу эксперимента по выявлению особенностей асбеста как примеси к керамике; 4) обозначить необходимое техническое оснащение, длительность и затратность проведения такого эксперимента. Необходимо оговориться, что в данной работе речь пойдет о керамике эпохи неолита и раннего металла. На финальной стадии бытования асбестовой керамики (I-V вв. н.э.) из глины с примесью асбеста изготавливали сосуды и приспособления для металлургии9. Однако для более ранних периодов особая функция сосудов с асбестом без дополнительного подтверждения по крайней мере неочевидна. Напротив, есть довольно много аргументов в пользу значимости асбеста в силу устойчивости традиции, а также, возможно, иных социальных и культурных причин10. Основные приведенные в публикациях положения о свойствах асбеста как примеси по асбестовой керамике можно сформулировать следующим образом: 1. Примесь асбеста обладает особым скрепляющим или связывающим эффектом, что позволяет получать сосуды с очень тонкими стенками при сохранении общих размеров. Неразрывным следствием тонкостенности является легкость сосуда11, что значительно облегчало его транспортировку на дальние расстояния. 2. Свойство асбеста «скреплять» стенки сосудов делает асбестовую посуду значительно более прочной12. 3. Для достижения этих полезных свойств асбест нужно правильно подготовить: разделить на длинные тонкие волокна, а, к примеру, не раздробить на мелкие кусочки или в пыль13. 4. Еще одно важное свойство асбеста как минерала: огне- и кислотоупорность. Асбест обладает относительно низкой теплопроводностью, не деформируется и не разрушается при обжиге14. По мнению некоторых исследователей, это делает асбестовую керамику удобной для нагревания и приготовления пищи. Этот последний аспект представляется особенно спорным, так как относительно него высказывались противоположные точки зрения15. Помимо этого, есть признаки, которые в неолите и эпохе раннего металла свойственны именно керамике с асбестом и также могут быть обусловлены ее технологическими особенностями. К ним относится Г-образный загнутый внутрь венчик16, расчесы на внутренней и (реже) наружной поверхности и поверхностная орнаментация, так как асбест затрудняет нанесение глубоких ямок и оттисков штампа17. В широком контексте технологии изготовления керамики такая примесь, как асбест, упоминается редко18. Для иных примесей, широко распространенных в регионе на рубеже неолита и эпохи раннего металла - пух и перо водоплавающих птиц, раковина и кальцинированная кость, измельченная растительность и шерсть, дресва гранито-гнейсовых пород, песок, шамот - в литературе довольно подробно описаны свойства19. В целом известно, что минеральные компоненты служат отощителями (уменьшают процент растрескивания от резкого перепада температур при обжиге и снижают усадку), а органические прежде всего уменьшают усадку и в ряде случаев делают формовочную массу более пластичной, облегчая лепку20. Асбест является минеральной примесью, однако от прочих он отличается тем, что относительно слабо нагревается при обжиге. Крупные включения волокон асбеста должны уменьшать усадку, но при этом они не выгорают подобно органике. Иглы асбеста в керамике могут достигать длины в несколько сантиметров, а их концентрация доходит до 70-90 и более процентов от объема черепка21. Все это делает актуальным проведение экспериментов с асбестом в керамике. Следует заключить, что в изучении асбестовой керамики основная часть работ посвящена либо хронологии, либо вопросам типологического сопоставления групп керамики. Отсутствие публикаций, посвященных экспериментам с примесью асбеста, можно объяснить как редкостью экспериментов по изготовлению керамики в целом22, так и опасностью асбеста для здоровья. Асбесты из группы амфиболов (в т.ч. широко распространенные в качестве примеси к керамике антофиллит и актинолит) запрещены к использованию более чем в 60 странах23. Наибольшую опасность в работе с асбестом представляет его пыль, следовательно, в этом случае необходимо соблюдать санитарно-гигиенические требования (вентиляция и влажная уборка рабочего места) и использовать средства индивидуальной защиты (респираторы и маски) с уровнем защиты не менее 30-50 ПДК (предельно допустимых концентраций)24. Исходя из перечня гипотез о свойствах асбеста в керамике следует сделать вывод, что в рамках эксперимента основное внимание будет уделено: а) составлению формовочной массы, б) лепке сосуда, в) оформлению венчика сосуда, г) нанесению орнамента, д) сушке и обжигу и е) использованию в качестве посуды. Для сопоставления с асбестом в качестве минеральной добавки была выбрана дресва (гранитная крошка), а в качестве органической - пух водоплавающих птиц (гусей линдовской породы). Примеси дресвы и пера были широко распространены в Восточной Фенноскандии синхронно с группами неолитической асбестовой керамики25. Предварительная программа эксперимента выглядит следующим образом (за основу взята схема описания по: Цетлин, 1995)26: 1. Цель эксперимента: проверка гипотезы о функциональных преимуществах примеси асбеста в керамике по сравнению с иными добавками. 2. Задачи эксперимента: сравнить характеристики трех отобранных видов примесей в области составления формовочной массы, лепки, нанесения орнамента и расчесов, сушки и обжига, прочности, удобства использования для нагревания и приготовления пищи и, наконец, провести оценку рисков для здоровья человека при изготовлении и при использовании сосудов с асбестом. 3. В качестве модели выступают экспериментальные сосуды стандартной баночной формы с плоским дном (примерные размеры: h=15 см, D венчика=15 см, D донца=10 см). Также для каждого из видов формовочной массы необходимо изготовить эталонный образец (1х1х15 см). 4. Условия эксперимента. В качестве исходного пластичного сырья для всех сосудов и эталонов используется чистая кембрийская голубая глина Чкаловского месторождения (Ленинградская обл.), фасованная по 1 кг. Примеси следует добавлять в соответствии с тремя концентрациями («мало», «средне», «много»), установленными для каждой из них соответственно. Для асбеста дополнительно предусмотрены две размерности («мелкий» и «крупный»). Лепка выполняется ленточным налепом, начин донный. После недельной сушки обжиг проводится в муфельной печи с заданной температурой и продолжительностью (низко-, средне- и высокотемпературный режим). Представляется, что следование стандартизированным параметрам в подборе сырья, лепке и обжиге позволит минимизировать число переменных и, по возможности, устранит влияние случайных факторов для получения более четких результатов эксперимента. 5. Процедуры испытаний. Действия по выполнению эксперимента проводятся в следующем порядке: составление формовочной массы, лепка, обработка поверхности и нанесение орнамента, сушка, обжиг, тест на прочность, тест на функциональность, тест на риски для здоровья. Особую сложность представляют три финальных теста. Чтобы определить прочность сосуда с примесью асбеста в сравнении с пухом и дресвой, нужно совершить над ним действия, максимально приближенные к реальным бытовым рискам при транспортировке сосуда и использовании его по назначению. Так как прочность необходимо измерить при заданных параметрах, наиболее удобными способами представляется падение с фиксированной высоты и сжатие с фиксированной силой. Подобные опыты с бросанием сосудов с высоты в 1 м на бетонный пол для определения прочности керамики проведены Т. Эдгреном27. Функциональность определяется скоростью кипячения воды как путем нагревания сосуда на газовой плите, так и путем помещения в сосуд горячих камней28. Наконец, для определения рисков от асбестовой пыли при использовании посуды с асбестом планируется забор воды из сосудов с асбестом после кипячения для выявления концентрации в ней волокон минерала. 6. Необходимые приборы и оборудование включают, прежде всего, средства индивидуальной защиты дыхательных путей. Эксперименты проводятся на открытом воздухе либо в хорошо вентилируемом помещении. В качестве сырья используются фасованные упаковки глины, мешок гусиного пуха, мешок гранитной крошки размерностью около 1-5 мм, асбест с месторождений на территории Карелии. 7. Учет необходимо вести в форме журнала с фото- и видеосъемкой. Должны учитываться метрические параметры (высота, диаметр, толщина стенок, вес и т.д.) для определения уровня усадки и др., а также качественные признаки. Ввиду отсутствия публикаций подробно задокументированных экспериментов по изготовлению асбестовой керамики ставится задача максимально подробно фиксировать особенности примеси асбеста на каждом из этапов эксперимента. Учитывая разные виды размерности и концентрации примесей, режимы обжига и толщину стенок, для описываемого эксперимента необходимо изготовить не менее 60 сосудов-моделей и столько же эталонных образцов. Вместе с тем даже в условиях такой довольно широкой программы экспериментов невозможно предусмотреть множество аспектов, в том числе, возможно, и тех, что имеют решающее значение. Так, на данный момент известно, что в качестве примеси в неолите и в эпоху раннего металла древнее население Фенноскандии использовало несколько разных видов асбеста (антофиллит, актинолит, тремолит, хризотил и др.)29. Кроме того, в описаниях асбестовой керамики нередко можно встретить упоминания о некотором проценте сосудов, в которые вместо асбеста добавлен тальковый камень, слюда30. Разные виды асбестов, не говоря уже о тальке и слюде, имеют разные характеристики твердости и волокнистости (сравните белый и «пушистый» антофиллит и темно-зеленые твердые иглы тремолита) и сильно отличаются по внешнему виду. Иногда в состав волокон асбеста включены кусочки слюды или иных минералов. Реконструкции хронологии и географии распространения разных видов асбеста посвящены лишь отдельные исследования31. История использования асбеста в качестве примеси в керамике началась с антофиллита32. Однако его месторождения сконцентрированы на территории Финляндии, к тому же он является наиболее опасным для здоровья. Поэтому в данном эксперименте предполагается использовать асбест из разных месторождений с территории Карелии, а вопрос о сходствах и различиях видов асбеста нуждается в будущей разработке. Таким образом, анализ литературы выявил сложившееся представление об устойчивости традиции асбестовой керамики ввиду технологических преимуществ этой примеси. Это, с одной стороны, противоречит представлениям о консерватизме и традиционности в изготовлении керамики в древности33. С другой стороны, мы можем уверенно сказать, что у примеси асбеста имелось определенное нефункциональное значение34. В то же время отрицать функциональные преимущества асбеста мы не можем без проведения соответствующих экспериментов. Подтвердить или опровергнуть устоявшуюся гипотезу можно путем сопоставления характеристик асбеста как примеси с другими материалами, прежде всего дресвой и птичьим пухом. Предварительно составленная программа таких экспериментов показала, что для ответа на все основные вопросы о примеси асбеста нужно изготовить не менее 60 сосудов и столько же эталонных образцов, выполнить обжиг при разных режимах и провести необходимые испытания. Эксперимент представляется достаточно длительным и трудозатратным, но при должной подготовке вполне осуществимым.

Об авторах

М. А Холкина

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: m.kholkina@spbu.ru
Санкт-Петербург, Россия

Р. И Муравьев

Email: alcesalces243@gmail.com
Санкт-Петербург, Россия

А. М Жульников

Петрозаводский государственный университет

Email: rockart@yandex.ru
Петрозаводск, Россия

Список литературы

Дополнительные файлы