Известковый раствор используется с древнеримских времен на различных конструкциях и в различных условиях окружающей среды. Ведущий французский теоретик архитектуры Ронделе в своем труде "Искусство Батира" в 1803 году отмечает, что хорошее приготовление римского раствора является результатом хорошего качества изготовления и тщательного ухода, а также использования соответствующих материалов.
Выбор конкретных и подходящих материалов для изготовления ремонтного раствора действительно должен учитывать не только местные условия, но и текущее состояние здания и кладки, а также окружающую среду и климат. Оптимальное сочетание материалов (связующее вещество, заполнитель и, возможно, добавка) обусловлено пониманием требований к совместимости раствора в данном структурном и экологическом контексте, таких как, например, схожая или повышенная проницаемость, пористость выше, чем окружающие камни, способность устанавливать в определенных условиях окружающей среды и относительная устойчивость к морозу и солям.
Поэтому для решения этих вопросов и удовлетворения потребностей в области сохранения крайне важен правильный выбор материалов и глубокое понимание их специфических свойств. В зданиях, сильно подверженных дождем, раствор в швах, особенно при перестановке, должен способствовать поглощению влаги из окружающих камней и помогать кладке высыхать при испарении, а также предотвращать попадание влаги в стену.
Одним из материалов, которые исторически использовались для выполнения этого требования, является древесная зола. Исторические растворы часто содержат следы золы, часто в виде остатков горения в известковой печи, но римляне, похоже, уже использовали золу дерева в известковых растворных смесях в качестве водостойкого компонента в зданиях, расположенных вокруг Средиземноморья в Сирии и Иордании.
В 18-19 веках в Англии и Франции было проведено несколько экспериментов для того, чтобы попытаться понять и воспроизвести римские минометы. Специалисты-практики, инженеры и теоретики разработали различные руководства и трактаты, в которых подробно описаны составы и рекомендации по применению различных агрегатов и добавок, таких как древесная зола. В своем рассказе о здании и описании строительства каменного маяка, который содержит некоторые из первых современных исследований и экспериментов на известковых минометах, Джон Смитон сообщает о предложении композиции, данной ему лордом Макклфилдом в 1757 году, под названием "Пепельный миномет". Это одно из первых упоминаний о добавлении древесной золы в известковый раствор в современную эпоху. По словам каменщиков Макклсфилда, этот раствор намного прочнее "в местах, которые иногда влажные, а иногда и сухие".
Брайан Хиггинс в 1780 г. в своих экспериментах и наблюдениях, проведенных с целью совершенствования техники приготовления и нанесения кальциевых цементов и приготовления негашеной извести, провел ряд экспериментов по изучению влияния золы древесины в растворе. Причины, приведенные им для использования "золы дерева" в известковом растворе, напоминают причины использования "золы мяса" в известковом растворе, а также некоторые другие: "Некоторые рабочие говорят, что они используются для сохранения песка; другие, что они служат для защиты от влаги, а те, кто кажется наиболее информированным, утверждают, что они ускоряют высыхание и впитывание".
Он рекомендует не разделять различные виды золы, поскольку это непрактично и не будет выполняться рабочими, а просеивать древесную золу только для удержания мелких частиц. Его выводы заключались в том, что древесная зола в смесях из песка и извести сможет улучшить строительный раствор, сделанный из негашеной извести, и дать ей возможность высохнуть без трещин. Он также обнаружил, что древесная зола, похоже, не позволяет раствору достичь той же твердости, что и смесь извести и песка, особенно когда количество древесной золы близко к количеству извести, что и в этой бумаге.
В 1836 г. французский инженер Валентин Бистон в своей книге Manuel Théorique et pratique du Chauffournier ссылается на рецепт Шмитона по использованию древесной золы для зданий, последовательно подвергающихся воздействию влажной среды и высыханию. Как и Хиггинс, он объясняет, что зола всех пород древесины может быть использована с одинаковым положительным эффектом. Эти практические руководства и трактаты по строительству зданий показывают, что древесная зола уже в начале 19 века воспринималась как дающая раствору повышенную способность поглощать влагу, т.е. как гигроскопичный материал, при использовании в качестве заполнителя для замещения песка.
Хотя древесная зола исторически использовалась и упоминалась несколько раз в строительных руководствах, существует довольно мало научных исследований о ее точном воздействии на свойства известкового раствора.
Добавление древесной золы в растворную смесь оказывает очевидное влияние на многие свойства растворов NHL и AL и изменяет их эффективность как в положительную, так и в отрицательную сторону. Сходства и различия можно увидеть между известковыми растворами с низким и средним содержанием золы (10%-40%) и высоким содержанием золы (70%-100%). После добавления древесной золы, по сравнению с контрольным раствором, оба типа растворов (NHL и AL) имеют больший объем пор в капиллярном диапазоне (1 мм-1 мм) с меньшим количеством больших и меньших пор, а также способность поглощать и удерживать больше воды, что приводит к замедленному насыщению капилляров, в дополнение к большей пористости и паропроницаемости и большей прочности на сжатие. Низкое или среднее содержание древесной золы (10-40%) в растворах НХЛ и AL приводит к положительному воздействию для использования в качестве раствора повторного наведения, например, к более низкой или неизменной скорости капиллярного поглощения при быстром выделении воды, что приводит к неизменной или повышенной скорости сушки.
Изменение свойств известковых растворов, предлагаемых древесной золой, связано со специфическими характеристиками древесной золы: мелкими частицами, гигроскопичностью и химическим составом. Во-первых, мелкие частицы, входящие в состав древесной золы, оказывают заметное влияние на усадку при высыхании, долговечность и структуру пор. Однако, как видно из AL раствора, слишком много мелких частиц отрицательно увеличивают усадку при высыхании, так как заполнители недостаточно крупные для обеспечения стабильности раствора. Кроме того, более мелкие частицы увеличивают площадь поверхности в агрегате, когда древесная зола в контакте с известью. Это может привести к увеличению времени схватывания, но в этом, похоже, и кроется причина положительной пуццолановой активности.
Древесная зола, поскольку она является гигроскопичной, дает растворам возможность поглощать больше воды при капиллярном насыщении, что замедляет их насыщение во времени и вообще замедляет капиллярное поглощение (кроме НХЛ 30%) или увеличивает его (70%-100%). - Растворы из древесной золы, хотя и поглощают больше воды, обладают повышенной способностью к высыханию, что свидетельствует об увеличении скорости высыхания. - Тонкие частицы создают более плотную структуру, что приводит к увеличению доли пор в капиллярном диапазоне. Зольные растворы имеют более высокую открытую пористость и паропроницаемость, в зависимости от количества золы в строительной смеси. Более плотная структура известняка и золы повышает прочность на сжатие. Тонкие частицы, содержащиеся в древесной золе, также могут быть причиной потенциальной пуццолановой активности.