Technological affinities between qinghui and carbonaceous mortars from Baocheng and Yaotai walls at Xianling Mausoleum
Diese Studie identifiziert eine technologische Verwandtschaft zwischen den dunkelgrauen Mörteln der Wände des Baocheng und des Yaotai des Xianling-Mausoleums und traditionellen chinesischen *Qinghui*-Materialien, indem sie nachweist, dass deren einzigartige kalkig-kohlenstoffhaltige Zusammensetzung, die durch schlecht geordnetes kohlenstoffhaltiges Material gekennzeichnet ist, gezielt für spezifische Verfugungs- und Ausfinishing-Anwendungen eingesetzt wurde, die sich von den Lagerfugenmörteln unterscheiden.
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In der Welt der Denkmalpflege wird der Mörtel, der die antiken Ziegel zusammenhält, oft nur als bloßer Klebstoff gesehen – ein stilles Hintergrundmaterial, das lediglich eine Struktur aufrecht erhält. Doch für den Materialwissenschaftler ist dieser Mörtel eine Zeitkapsel. Er zeichnet die spezifischen Entscheidungen der Erbauer auf: was sie mischten, wie sie es mischten und wo sie sich entschieden, es einzusetzen. Wenn Forscher diese Mischungen untersuchen, betrachten sie nicht nur Erde und Stein; sie lesen ein technisches Handbuch, das in das physische Gefüge eines Gebäudes geschrieben wurde. Ein Schlüsselkonzept zum Verständnis des antiken chinesischen Bauwesens ist die Idee von „Qinghui“, einem traditionellen Material, das wie eine dunkelgraue Paste aussieht. Historische Aufzeichnungen beschreiben es als eine Mischung aus Kalk und kohlenstoffbasierten Substanzen, die für spezifische Aufgaben wie das Verputzen von Wänden oder das Füllen von Lücken verwendet wurde, im Gegensatz zu dem helleren Mörtel, der zum Verlegen der Ziegel diente. Die Frage, die Historiker lange Zeit vor Rätsel gestellt hat, lautet, ob diese schriftlichen Aufzeichnungen mit der tatsächlichen physischen Realität in antiken Strukturen übereinstimmen. Mischt der Erbauer tatsächlich Kohlenstoff in seinen Kalk, und wenn ja, wie machten sie das?
Am Xianling-Mausoleum in der Provinz Hubei, einem massiven kaiserlichen Grabkomplex, der während der Ming-Dynastie zwischen 1527 und 1541 erbaut wurde, setzte ein Forschungsteam an, um diese Fragen zu beantworten. Das Mausoleum, die letzte Ruhestätte der Eltern des Kaisers Jiajing, weist dicke Ziegelwände auf, die fast fünf Jahrhunderte überdauert haben. Bei genauer Betrachtung offenbaren diese Wände einen auffälligen visuellen Kontrast. Der Mörtel, der verwendet wurde, um die Ziegel tief im Inneren der Wand zu betten, hat eine blass-gelblich-weiße Farbe. Der Mörtel jedoch, der verwendet wurde, um die sichtbaren Fugen zwischen den Ziegeln zu füllen und die Außenfläche der Wand zu vollenden, ist ein deutliches Dunkelgrau, fast Schwarz. Dieser Unterschied deutet daraufم hin, dass die Erbauer nicht ein einziges Rezept für die gesamte Wand verwendeten. Stattdessen setzten sie höchstwahrscheinlich unterschiedliche Materialien für verschiedene Teile der Struktur ein und hoben die spezielle dunkle Mischung für die Teile auf, die die Menschen tatsächlich sehen konnten.
Um zu verstehen, was diese dunklen Mörtel so besonders machte, sammelte das Team Proben aus drei spezifischen Abschnitten des Mausoleums: der Vorderwand, der Rückwand und der verbindenden Plattform. Sie trennten die dunklen Verfugungs- und Oberflächenmörtel sorgfältig von den hellen Bettermörteln. Im Labor unterzogen sie diese Proben einer Reihe strenger Tests. Zuerst lösten sie den Kalkbinder mit Säure auf, sodass nur die festen Partikel zurückblieben, die nicht löslich waren. Die Ergebnisse waren unmittelbar und eindeutig. Die hellen Bettermörtel hinterließen eine große Menge an Rückständen, die hauptsächlich aus Sand- und Gesteinsfragmenten bestanden. Die dunklen Mörtel hingegen hinterließen eine viel geringere Menge an Rückständen, aber dieser Rückstand war gefüllt mit winzigen schwarzen Partikeln. Als die Forscher diese schwarzen Sprenkel unter leistungsstarken Mikroskopen betrachteten und sie mit lichtbasierten Instrumenten analysierten, fanden sie heraus, dass sie aus ungeordnetem Kohlenstoff bestanden – einer Form von Ruß oder Holzkohle, die nicht vollständig verbrannt oder verarbeitet worden war.
Die Forscher entdeckten, dass dieser Kohlenstoff nicht nur auf der Oberfläche der Wand saß, vielleicht durch jahrelangen Rauch oder Schmutz entstanden, sondern dass der Kohlenstoff tief im ausgehärteten Mörtel eingeschlossen war, gefangen innerhalb der Kalkmatrix. An einigen Stellen erschien er als winzige, dispergierte Sprenkel; an anderen Stellen bildete er kleine, millimetergroße Klumpen, die wie zusammengesetzte Agglomerate aussah. Diese Klumpen enthielten eine Mischung aus Kohlenstoff, Calcit und winzigen roten Partikeln von Eisenoxid. Die Anwesenheit dieser Klumpen, die noch immer innerhalb des ausgehärteten Mörtels sichtbar waren, erzählte eine spezifische Geschichte darüber, wie das Material hergestellt wurde. Es deutete darauf hin, dass der Kohlenstoff der Kalkmischung hinzugefügt wurde, bevor sie aushärtete, die Erbauer ihn jedoch nicht vollständig zerkleinert hatten. Die Mischung wurde gerührt, aber nicht so gründlich, dass jeder einzelne Kohlenstoffpartikel zerbrochen wurde. Dies resultierte in einem Endprodukt, das eine komplexe, heterogene Mischung aus Kalk, Sand und Kohlenstoff war, wobei der Kohlenstoff in verschiedenen Größen von feinem Staub bis hin zu kleinen Brocken existierte.
Durch den Vergleich dieser physischen Befunde mit historischen Texten fand das Team eine starke Verbindung. Antike chinesische Konstruktionshandbücher, wie das Yingzao Fashi aus der Song-Dynastie, beschrieben ein Material namens He Qinghui, das durch das Mischen von Kalk mit „weicher Kohle“ oder, falls keine Kohle verfügbar war, mit grober Tusche hergestellt wurde. Die Forscher stellten fest, dass der gefundene Kohlenstoff in den Xianling-Mörteln der Beschreibung dieser historischen Materialien entsprach. Die Tatsache, dass der dunkle Mörtel selektiv für die sichtbaren Fugen und Oberflächen verwendet wurde, während der helle Mörtel für die verborgenen strukturellen Schichten genutzt wurde, bestätigte, dass dies eine bewusste technologische Entscheidung war. Die Erbauer färbten die Wand nicht einfach nur ein; sie trugen ein spezifisches, kohlenstoffverstärktes Material auf die Teile des Gebäudes auf, die den Elementen und dem menschlichen Auge ausgesetzt waren.
Die Studie zeigte auch, dass diese Technologie kein einmaliges Experiment war, sondern eine systematische Praxis über das gesamte Mausoleum hinweg. Der dunkle, kohlenstoffhaltige Mörtel wurde in der Vorderwand, der Rückwand und der verbindenden Plattform gefunden, was eine konsistente Anwendung dieser Technik über verschiedene Bauphasen hinweg belegt. Während die genaue Quelle des Kohlenstoffs – ob Kohle, Holzkohle oder Tusche war – allein durch die chemische Analyse nicht mit absoluter Gewissheit bestimmt werden kann, stützen die Beweise stark die Vorstellung, dass diese Mörtel die physische Manifestation des in historischen Aufzeichnungen beschriebenen traditionellen Qinghui sind. Die Forscher kamen zu dem Schluss, dass die Erbauer des Xianling-Mausoleums über ein ausgeklügeltes Verständnis der Materialdifferenzierung verfügten und sich entschieden, die Haltbarkeit und das Aussehen ihrer exponierten Wände mit einem Kalk-Kohlenstoff-Verbundstoff zu verbessern, der durch Generationen chinesischer Handwerkskunst weitergegeben worden war. Diese Entdeckung bietet eine seltene, greifbare Verbindung zwischen den schriftlichen Anweisungen der Vergangenheit und der physischen Realität der Gegenwart und beweist, dass die dunkelgrauen Linien auf diesen antiken Wänden nicht bloß Flecken sind, sondern eine bewusste und dauerhafte technologische Signatur.
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