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Fango e mattoni romani cotti provenienti da Romula

Jun 21, 2023Jun 21, 2023

Rapporti scientifici volume 12, numero articolo: 15864 (2022) Citare questo articolo

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Fango sesquipedale e mattoni bruciati (dal II al III secolo d.C.) sono stati scavati nella città romana di Romula situata nella regione del Basso Danubio (contea di Olt, Romania). Insieme ai suoli locali, i mattoni vengono studiati mediante analisi petrografica, fluorescenza a raggi X (XRF), diffrazione di raggi X (XRD), spettroscopia infrarossa trasformata di Fourier (FT-IR), microscopia elettronica (SEM/EDX), microtomografia a raggi X. (XRT), analisi termica (DTA-TG), spettroscopia Mässbauer, magnetometria, colorimetria e valutazione delle proprietà meccaniche. I risultati sono ben correlati tra loro, risultando utili per scopi di conservazione/restauro e come dati di riferimento per altri materiali ceramici. Sorprendentemente, la nostra analisi e il confronto con i dati della letteratura indicano un possibile controllo e una saggia ottimizzazione da parte degli antichi produttori di mattoni attraverso la ricetta, il design (dimensioni, forma e micro/macrostruttura) e la tecnologia delle proprietà fisico-chimiche-meccaniche desiderate. Discutiamo dei mattoni romani come materiali in grado di adattarsi a fattori esterni, simili, in una certa misura, ai moderni materiali “intelligenti” o “intelligenti”. Queste caratteristiche possono spiegare la loro eccezionale durabilità ai cambiamenti meteorologici/climatici e al carico meccanico.

I mattoni sono materiali da costruzione antichi (~ 8000 a.C. per i mattoni di fango e ~ 3000 a.C. per i mattoni cotti, Mesopotamia1,2) e sono ancora in uso oggigiorno, soprattutto per facciate e pareti tra elementi strutturali in calcestruzzo, ma su scala significativamente inferiore rispetto ai tempi antichi. tempi antichi in cui gli edifici erano interamente realizzati in mattoni. Ciò potrebbe indurre l’idea che i mattoni antichi possano essere considerati obsoleti e deprecati. Questo non è il caso poiché i mattoni antichi hanno dimostrato di incorporare intrinsecamente concetti moderni come sostenibilità, durabilità, materiali ed edifici ecologici e rispettosi dell’ambiente, riutilizzo/riciclaggio dei materiali. Pertanto, i mattoni antichi potrebbero svelare know-how inaspettato, tecnologie e concetti dimenticati.

Gli studi sui mattoni antichi di periodi, posizioni geografiche e culture diverse possono anche fornire altre preziose informazioni: da un lato la conoscenza dei mattoni antichi e delle tecnologie è necessaria per un adeguato restauro e conservazione del patrimonio edilizio, e dall’altro può promuovere una migliore comprensione dello sviluppo regionale e della società. I mattoni, per la loro disponibilità e diffusione archeologica, pur essendo tipicamente specifici per la produzione locale, possono essere visti anche come convenienti materiali ceramici di riferimento con cui confrontarsi. Ad esempio, altri manufatti in ceramica come anfore, articoli da cucina e da conservazione sono soggetti ad attività commerciali, e il confronto con i materiali in mattoni locali può fornire e dimostrare diversi dettagli delle rotte commerciali così come altri aspetti della vita quotidiana. Per fare ciò sono necessarie indagini sugli antichi materiali ceramici, compresi i mattoni.

Romula era la più grande città romana della Dacia Inferiore (Malvensis) (Fig. 1a) che svolgeva un importante ruolo militare, amministrativo, commerciale, produttivo e culturale. Il sito archeologico di Romula (oggi villaggio di Reșca, contea di Olt, Romania) si estende su una superficie di circa 3,06 km2 ed è il sito più esteso tra i Carpazi e il Basso Danubio. Costruita dai romani come fortezza durante la prima guerra contro i Daci (101-102 d.C.), Romula ricevette il titolo di municipium (123-124 d.C.)3 e, successivamente, di colonia (248 d.C.4, ovvero al tempo dell'imperatore Settimio Severo, 193–211 d.C.). Fu abbandonato nel 271–275 d.C. al tempo dell'imperatore Aureliano o anche prima, 253–268 d.C., al tempo dell'imperatore Gallieno. Nel quartiere settentrionale sono stati identificati otto laboratori di ceramica e 25 forni per ceramica come prova di una fabbricazione della ceramica a livello industriale. Pertanto, Romula era uno dei maggiori centri di produzione di ceramica nell'area del Basso Danubio, le scoperte di ceramica romana sono il riferimento per questa regione: i manufatti ceramici scavati nel sito sono elementi da costruzione (mattoni, tegole, pezzi di pavimentazione e altri ), lucerne in terracotta, e vasellame (anfore, vasellame da cucina, altro)5,6,7. Circa 5 delle fornaci citate erano dedicate alla produzione di mattoni e tegole e sono datate ai primi decenni del III secolo d.C.5,6.

 3–5 wt.%) and showed the possibility of the trace phases (< 3–5 wt.%) presence. Although we selected the most representative samples, we emphasize that rigorous quantitative phase analysis is challenging given the natural background of the samples14. Hence, our results should be viewed as qualitative. In samples PCT9R* and S were obtained the minimum (6.3%) and maximum (14.8%) values of the weighted profile R-factor (Rwp). Results of Rietveld analysis are presented in Supplementary material Table 3./p> 30 µm) indicate on their high radiological density. The theoretical densities of the minerals identified by XRD in our samples are not much different (Supplementary material Table 4). Hence, it is impossible to distinguish them among the other phases by XRT. From the microscopy analysis (see “Microstructural aspects of the burnt brick from Romula”, Fig. 12), the largest, relatively well distributed are the particles of silicon oxide. Therefore, we shall consider that most of the as-revealed large white particles in XRT are of quartz (SiO2), while smaller ones may also belong to other phases. The largest white particle from the investigated burnt brick sample has a diameter of 2.22 mm, a volume of 0.53 mm3, and the compactness is relatively constant or it has a decreasing trend between 0.15 and 0.45./p> σ21:20 compact material almost without pores./p> 1 for hematite powders synthesized at 300 and 1000 °C, respectively. Additionally, the highest value of L* was recorded for the first type of powders. A value a*/b* around 1 seems to characterize red hematite obtained at 600 °C. The proposed analysis model based on the a*/b* ratio is further applied to our materials, but before doing that, it is necessary to introduce a few key aspects that one has to take into account:/p>

 5 wt.% of CaO (XRF data in Table 2) and according to Maniatis et al.35 in Ca-rich clays growth of the hematite in the air at temperatures above 700 °C is suppressed. A lower amount and particle size of hematite in calcareous clays promotes a lighter color, i.e. orange instead of red in the non-calcareous clays, for firing temperatures of 700–900 °C. This effect was ascribed to ’trapping’ by the dilution of iron in the aluminosilicates: calcium aluminosilicates are stabilized by iron, for example in our case tschermakite and plagioclase that were detected by XRD and FT-IR (Figs. 3, 4) in the raw (S1–2, PCT9R) and burnt (S1–2*, PCT9R* and B) studied materials. According to ref.35, the consequence of Fe and Ca interplay is that stable and low-level vitrification occurs at ~ 850 °C and it does not increase with a higher temperature as in the Ca-poor clays./p> 900 °C) Fe-phases (hyrcite and hematite) occur, but these phases also were not detected by XRD in the burnt brick from Romula. Hence, all results indicate a firing temperature of 800–850 °C for the investigated burnt brick B from Romula./p>

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