Вика, Луи Жозеф

Луи́ Жозе́ф Вика́ (фр. Louis Joseph Vicat; 31 марта 1786, Невер — 10 апреля 1861, Гренобль) — французский инженер, один из основоположников научной теории вяжущих веществ, изобретатель способа получения искусственного цементного клинкера и гидравлической извести. Его работы заложили научную основу для производства современного портландцемента.

Биография

Родился в протестантской семье. Сын сержанта. Учился в Центральной школе Гренобля. В шестнадцатилетнем возрасте поступил на службу в морское ведомство. В 1804 году по совету математика Жозефа Фурье поступил в парижскую Политехническую школу, а в 1806 году — в Национальную школу мостов и дорог.

После её окончания в качестве инженера занимался работами на реке Сене, затем строительством канала Бормида. В 1809 году работал в Перигё. В 1811 году ему было поручено сооружение моста на реке Дордони. Необходимость возведения опор моста в условиях затопления побудила его изучить твердение извести в воде и её сопротивление растворению. Изучая эти процессы, он открыл основные принципы работы гидравлических вяжущих, что позволило ему с 1817 года производить искусственную гидравлическую известь и природный цемент.

Строительство моста Суйяк началось в 1812 году и завершилось в 1824 году. Это сооружение вошло в историю как первое в мире, построенное с применением искусственного цемента. Его длина составила 180 метров, ширина — 9 метров, а пролётное строение состояло из семи пологих арок, опирающихся на 6 опор.

В 1828 году Вика построил подвесной мост из цемента в районе Аржанта́, продемонстрировав высокие качества полученного материала. В последующие годы он исследовал различные регионы Франции и обнаружил более трёхсот карьеров, пригодных для обеспечения производства гидравлической извести.

Вика научно обосновал состав и технологию получения клинкера, что позволило производить материал, идентичный современному портландцементу. Он добровольно отказался от патентования этого изобретения, сделав его достоянием общественности, в то время как патент на «портландцемент» ранее (в 1824 году) получил английский каменщик Джозеф Аспдин.

Кроме того, тщательно контролируя качество строительных растворов, Вика доказал, что правильная дозировка воды критически влияет на качество цементного теста. Он изобрёл измерительный прибор для проверки качества продукта, который стал известен как "игла Вика". Игла Вика и пестик Тетмайера, позволяющие определить сроки схватывания и нормальную густоту цементного теста, объединены в одном приборе Вика.

Сын Луи Жозефа Вика, Жозеф Вика, был помощником отца в течение 20 лет, а затем в 1853 году основал цементную компанию Vicat.

Научная деятельность

Вика первым выяснил, что свойства гидравлической извести зависят от содержания глины, и доказал, что она способна затвердевать не только на воздухе, но и в воде. Он первым начал применять гидравлическую известь в больших объёмах, в частности, при постройке моста через реку Дордонь. Быки этого моста были построены из бетона на основе искусственной гидравлической извести. Со времени работ Вика в мостостроении утвердилась система выкладывания оснований бетоном, что сразу принесло изобретателю широкую известность.

Французское правительство поручило ему исследование цементов и цементных растворов. С этой целью он осмотрел бассейны рек Роны и Гаронны в поисках залежей естественной гидравлической извести. Тогда же Вика разработал руководство по приготовлению этой извести искусственным путём и по производству романцемента.

В 1817 году изобрёл цементный клинкер, что заложило основу для промышленного производства портландцемента.

В 1833 году Французская академия наук избрала Вика членом-корреспондентом, а в 1837 году присудила ему одну из своих премий.

В 1853 году вышел в отставку и уехал в родной город. Продолжал издавать исследования о гидравлическом цементе и других вопросах инженерного дела.

Научное и общественное признание

Инженер и исследователь Вика был признан как Академией наук, так и государством, которое назначило ему пожизненную государственную ренту в знак национального признания. В отчёте, написанном Франсуа Араго для Национального собрания, приводилось точное описание открытий Луи Вика и их значение для страны.

Араго отмечал вклад Вика в различные области:

• Гидравлическая известь: «Г-н Вика создал искусственную известь, превосходящую все известные ранее. Он получил этот превосходный результат путем кальцинирования мела или чистой извести и глины в подходящих пропорциях. Благодаря этому опыту свет сменил тьму, уверенность сменила сомнение, а искусство строительства обогатилось замечательным открытием».
• Цементы: «Луи Вика продолжил работу предшественников и обнаружил, что "когда мы увеличиваем дозу глины до 33 или 40%, мы получаем известь, которая не гасится; она легко измельчается и дает в замачивании пасту, которая очень быстро твердеет"».
• Пуццоланы: «Луи Вика показал, что "мы можем получить искусственные пуццоланы, превосходящие или, по крайней мере, равные лучшим пуццоланам в Италии, путем особой модификации чистейшей глины; просто удалив из неё воду за счет повышения температуры от 600 до 700 градусов по Цельсию"».

Писатель Оноре де Бальзак в романе «Деревенский священник» (1841) отмечал: «Какая награда будет для Вика, того из нас, кто добился единственного реального прогресса в практической науке строительства?».

Назначение государственной ренты

Араго количественно оценил экономию, достигнутую на строительных работах благодаря открытиям Вика, и доказал, что рента в размере 6000 золотых франков, назначенная учёному, многократно окупается колоссальными сбережениями, которые страна получила благодаря его трудам. Правительственный законопроект о выплате пенсии Л. Вика был принят без обсуждения 16 июня 1845 года.

Отказ от патентования

Франсуа Араго подчеркивал: «Г-н Вика свободно представил свое открытие публике. Несомненно, что, обеспечив с помощью патента привилегированное производство искусственной гидравлической извести, этот инженер сделал бы огромное состояние».

Избранные труды

• Recherches expérimentales sur les chaux de construction, les bétons et les mortiers ordinaires, 1818.
• Recherches sur les propriétés diverses que peuvent acquérir les pierres à ciments et à chaux hydrauliques..., 1840.
• Traité pratique et théorique de la composition des mortiers, ciments et gangues à pouzzolanes..., 1856.

Статьи в журнале «Annales des ponts et chaussées»

Ниже приведён список статей, опубликованных Вика в профильном журнале «Анналы мостов и дорог» (Annales des ponts et chaussées):

• Отчет о проволочных подвесных мостах через Рону (1831, с. 93–144).
• Влияние способа крепления цепей на сопротивление опор подвесных мостов (1832, с. 394-397).
• Наблюдения о причинах сжатия, которому подвержены известняковые растворы или цементы (1832, с. 257-260).
• Некоторые наблюдения над морозоустойчивыми камнями (1833, с. 376-382).
• Экспериментальное исследование физических явлений, которые предшествуют и сопровождают разрыв и оседание определенного класса твердых тел (1833, с. 201-268).
• Обратите внимание на постепенное удлинение железной проволоки, подвергающейся различным напряжениям (1834, с. 40-44).
• Новый способ изготовления тросов (1834, с. 129-142).
• Бассейн Роны. Статистические исследования гидравлических известняков (1834, с. 224-235).
• Наблюдения по воспоминаниям М. Э. Мартина о подвесных мостах (1834, с. 169-172).
• Статистические исследования гидравлических известняков в департаментах юга Франции (1835, с. 357-371).
• Эксперименты по трудовым и непредвиденным расходам, зависящим от обслуживания мостов и дорог (1835, с. 34-61).
• Различные наблюдения о прочности и долговечности тросов (1836, с. 207-213).
• Обратите внимание на различия в одновременных уровнях воды реки возле моста во время сильного наводнения (1836, с. 90-92).
• Уведомление о производстве пуццолана в Аржантате (1836, с. 96-99).
• Статистические исследования известковых веществ для производства гидравлической извести и цемента (1836, с. 129-146).
• Статистические исследования гидравлической извести и цементных известняков в центральных департаментах (1837, с. 334-345).
• Новые наблюдения за магнезиальной гидравлической известью (1838, с. 375-377).
• Статистические исследования известняка, пригодного для поставок гидравлической извести и цемента (1839, с. 227-250).
• Примечание к отрывку из статьи: Пирсы в море (пуццолан: влияние размера его частей на его энергию) (1839, с. 251-252).
• Статистические исследования известковых веществ в восточных департаментах (1840, с. 368-382).
• Статистические исследования месторождений известняковых веществ, способных давать гидравлическую известь или цемент (1841, с. 35-44).
• Статистические исследования гидравлической извести и цементных известняков части бассейна Луары (1842, с. 118-126).
• Примечание об искусственных пуццоланах (1842, с. 135-137).
• Статистические исследования месторождений и карьеров цементных и гидравлических известняков в западных департаментах (1843, с. 116-125).
• Статистические исследования гидравлической извести и цементных известняков в департаментах Парижского бассейна (1844, с. 257-264).
• Примечание об открытии природного невулканического пуццолана в департаменте Арденны (1846, с. 127-128).
• Открытие природного пуццолана; заметка в ответ на жалобу г-на Берто (1847, с. 78-80).
• Исследование некоторых вулканических пуццоланов из Неаполитанского залива, острова Бурбон и департаментов Ардеш и Эро применительно к работам на море (1849, с. 257-289).
• Мемуары об использовании несвежего цемента по сравнению с живым цементом (1851, с. 236-254).
• Заметка об использовании трасса в качестве пуццолана при работе на море (1852, с. 377-381).
• Разные факты: об окислении железа в конструкциях, о неэффективности покрытий или лаков и о консервирующей способности извести и строительных растворов (1853, с. 335-342).
• Наблюдения по поводу мемуаров г-на Минара о подводном известково-карбонатном растворе (1854, с. 28-31).
• Краткое изложение исследований о разрушительном действии морской воды на силикаты (1854, с. 8-10).
• Обратите внимание на одну из причин избытка цементного молока, образующегося при погружении бетона (1854, с. 203-205).
• Примечание в ответ на последние замечания г-на Минара по поводу заметок г-на Вика, касающихся строительных растворов на море (1854, с. 371-375).
• Строительные растворы, используемые на море. Рассмотрение некоторых предложений, изложенных в меморандуме М.М. Риво и Чатони (1857, с. 320-339).
• Строительные растворы на море. Некоторые мысли о пригодности некоторых материалов для работы на море (1859, с. 232-235).

Награды и память

• Его имя включено в Список 72 имён на Эйфелевой башне — перечень наиболее выдающихся французских учёных и инженеров, помещённый на первом этаже башни.
• Командор Ордена Почётного легиона.
• Кавалер ордена Святых Мориса и Лазаря (Сардиния).
• Орден Красного орла (Пруссия).
• Орден Святой Анны (Российская империя).
• В 1841 году парижский муниципалитет в награду за оказанные им услуги поднёс Л. Вика серебряную вазу стоимостью в 2400 франков.
• В 1855 году избран иностранным почётным членом Американской академии искусств и наук.
• Лицей Métiers du Bâtiment в Суйяке носит его имя.
• В 2011 году Высший комитет по национальным празднованиям Франции включил Луи Вика в список личностей, чей юбилей отмечался на государственном уровне.
• Его имя носит здание Специальной школы общественных работ Парижа (ESTP), построенное в 2019 году.
• Главная улица деревни Женефре-де-Виф (Genevrey de Vif), где когда-то располагался цементный завод Вика, названа проспектом Луи Вика.

Литература

• История цемента // Infociments.
• Cement and Vicat: A family business flourishing for more than 160 years // Официальный сайт группы Vicat.