Добыча камня
До середины XV века каменное строительство на Руси вели исключительно князья. Кроме возведения крепостей и дворцов, которое входило в круг их непосредственных задач, они выступали ктиторами всех каменных храмов и в городах, и в селах, и в монастырях. Соответственно, и добыча камня была исключительно государственной. И только вместе с частным (с середины XV века — боярским, с начала XVI века — и купеческим) каменным строительством могли появиться и частные (боярские, купеческие и артельные) каменоломни.
Заброшеннный забой в подмосковной каменоломне.
Подавляющее большинство белокаменных зданий Древней Руси строилось в полубутовой технике (из обтесанного белого камня возводятся две стенки-облицовки — внутренняя и внешняя, промежуток между ними является забутовкой, то есть заполняется бутом — обломками камня, обломками плинфы (кирпича) и булыжниками, затем заливается известковым раствором). Соответственно, уже с XII века камень добывался и на обтеску (для стеновой кладки, декора и пр.; в дальнейшем будем называть такой камень товарным), и на бут, и на известь.
Камень добывался как открытым способом (карьерами), так и закрытым (каменоломнями). Старинные карьеры сегодня найти практически невозможно: они имели вид глубоких выемок в берегах рек и уже через несколько десятилетий после прекращения разработок полностью зарастали, превращаясь в неприметные овраги. А каменоломни XII-XVI веков вполне могли сохраниться. Более того — некоторые из известных в наше время крупных старинных систем-Мещеринская, Черепковская-1 (Дохлобарсучья), Сельцовская и пр.) теоретически могут включать в себя разработки времен Древней Руси.
Камень на известь обычно обжигался рядом с карьерами. Химическая формула обжига известняка:
CaCO3 = СаО + СО2 с поглощением тепла,
то есть при обжиге выделялся углекислый газ и оставалась негашеная известь. Полученная негашеная известь укладывалась в бочки (для защиты от влаги) и транспортировалась на стройплощадку, где известь гасили в так называемых творильных ямах (стенки этих ям обычно обкладывались досками для предотвращения смешения извести с землей). Химическая формула гашения извести:
СаО + Н2О = Са(ОН)2 с выделением тепла («кипением»).
Там, где требовалась особо качественная известь (например, для штукатурки под фрески), в целях полного гашения известь выдерживали в творильных ямах от нескольких недель до нескольких месяцев. Гашеную известь смешивали с песком и другими ингредиентами (соломой, древесным углем, толченой керамикой-цемянкой и пр.) и клали раствор в стены, фундаменты и пр., где гашеная известь высыхала («схватывалась»), выделяя воду и вновь образуя известняк. Химическая формула высыхания гашеной извести:
Са(ОН)2 + СО2 = СаСО3 + Н2О.
Иногда для ускорения «схватывания» вблизи стен разводили костры, служившие источниками не только тепла, но и углекислого газа. В фундаментах, куда доступ воздуха был закрыт, известь схватывалась очень медленно (иногда в течение многих десятилетий), что негативно влияло на надежность зданий.