Technological affinities between qinghui and carbonaceous mortars from Baocheng and Yaotai walls at Xianling Mausoleum
Deze studie identificeert een technologische affiniteit tussen de donkergrijze mortels van de muren van de Baocheng en Yaotai van het Xianling-mausoleum en traditionele Chinese *qinghui*-materialen door aan te tonen dat hun unieke kalk-koolstofhoudende samenstelling, gekenmerkt door slecht geordende koolstofhoudende materie, doelbewust werd toegevoegd voor specifieke voeg- en afwerkingstoepassingen die verschillen van de beddingsmortels.
Oorspronkelijk artikel gelicentieerd onder CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Dit is een AI-gegenereerde uitleg van het onderstaande artikel. Het is niet geschreven of goedgekeurd door de auteurs. Raadpleeg het oorspronkelijke artikel voor technische nauwkeurigheid. Lees de volledige disclaimer
In de wereld van monumentenzorg wordt de mortel die de oude bakstenen bij elkaar houdt vaak gezien als louter een lijm, een stille achtergrondmateriaal dat simpelweg een structuur overeind houdt. Maar voor de materiaalkundige is deze mortel een tijdscapsule. Het legt de specifieke keuzes van de bouwers vast: wat ze mengden, hoe ze het mengden en waar ze besloten het te gebruiken. Wanneer onderzoekers deze mengsels bestuderen, kijken ze niet alleen naar vuil en steen; ze lezen een technisch handboek dat geschreven is in het fysieke weefsel van een gebouw. Een kernconcept om de oude Chinese constructie te begrijpen is het idee van "qinghui", een traditioneel materiaal dat lijkt op een donkergrijze pasta. Historische verslagen beschrijven het als een mengsel van kalk en koolstofhoudende stoffen, gebruikt voor specifieke taken zoals het afwerken van muren of het opvullen van kieren, verschillend van de lichtere mortel die werd gebruikt voor het leggen van de bakstenen. De vraag die historici al lang bezighoudt, is of deze schriftelijke verslagen overeenkomen met de werkelijke fysieke realiteit die in oude structuren wordt aangetroffen. Mengden de bouwers werkelijk koolstof door hun kalk, en zo ja, hoe deden ze dat?
Bij het Xianling-mausoleum in de provincie Hubei, een massief keizerlijk grafcomplex gebouwd tijdens de Ming-dynastie tussen 1527 en 1541, zette een team van onderzoekers zich af om deze vragen te beantwoorden. Het mausoleum, de laatste rustplaats van de ouders van de Jiajing-keizer, heeft dikke bakstenen muren die bijna vijf eeuwen hebben overleefd. Bij nauwkeurige inspectie onthullen deze muren een opvallend visueel contrast. De mortel die werd gebruikt om de bakstenen diep in de muur te bedden, is een bleke, geelwitte kleur. Echter, de mortel die werd gebruikt om de zichtbare voegen tussen de bakstenen op te vullen en het buitenste oppervlak van de muur af te werken, is een uitgesproken donkergrijs, bijna zwart. Dit verschil suggereerde aan de onderzoekers dat de bouwers niet één enkel recept voor de gehele muur gebruikten. In plaats daarvan gebruikten ze waarschijnlijk verschillende materialen voor verschillende delen van de structuur, waarbij ze de speciale donkere mengeling spaarden voor de delen die mensen daadwerkelijk konden zien.
Om te begrijpen wat deze donkere mortels anders maakte, verzamelde het team monsters uit drie specifieke secties van het mausoleum: de voorste muur, de achterste muur en het verbindende platform. Ze scheidden de donkere voegmortel en afwerkingsmortel zorgvuldig van de bleke beddingsmortel. In het laboratorium onderwierpen ze deze monsters aan een reeks rigoureuze tests. Eerst losten ze de kalkbinder met zuur op, waardoor alleen de vaste deeltjes overbleven die niet oplosten. De resultaten waren onmiddellijk en duidelijk. De bleke beddingsmortels lieten een grote hoeveelheid residu achter, voornamelijk bestaande uit zand en steenfragmenten. De donkere mortels lieten echter een veel kleinere hoeveelheid residu achter, maar dit residu was gevuld met minuscule zwarte deeltjes. Wanneer de onderzoekers naar deze zwarte spikkels keken onder krachtige microscopen en ze analyseerden met lichtgebaseerde instrumenten, ontdekten ze dat ze bestonden uit slecht geordende koolstof, een vorm van roet of houtskool die niet volledig verbrand of bewerkt was.
De onderzoekers ontdekten dat deze koolstof niet alleen op het oppervlak van de muur zat, wellicht door jarenlange rook of vuil. De koolstof zat diep vergrendeld in de uitgeharde mortel, gevangen binnen de kalkmatrix. Op sommige plaatsen verscheen het als kleine, verspreide spikkels; op andere plaatsen vormde het kleine, millimetergrote klontjes die leken op composietagglomeraten. Deze klontjes bevatten een mix van koolstof, calciet en kleine rode deeltjes ijzeroxide. De aanwezigheid van deze klontjes, die nog steeds zichtbaar waren binnen de uitgeharde mortel, vertelde een specifiek verhaal over hoe het materiaal werd gemaakt. Het suggereerde dat de koolstof aan het kalkmengsel werd toegevoegd voordat het uithardde, maar dat de bouwers het niet volledig fijn maalden. Het mengsel werd geroerd, maar niet zo grondig dat elk enkel koolstofdeeltje werd afgebroken. Dit resulteerde in een eindproduct dat een complex, heterogeen mengsel was van kalk, zand en koolstof, waarbij de koolstof in diverse maten voorkwam, van fijn stof tot kleine brokken.
Door deze fysieke bevindingen te vergelijken met historische teksten, vond het team een sterke verbinding. Chinese bouwhandleidingen uit de oudheid, zoals de Yingzao Fashi uit de Song-dynastie, beschreven een materiaal genaamd he qinghui, dat werd gemaakt door kalk te mengen met "zachte steenkool" of, indien steenkool niet beschikbaar was, met grove inkt. De onderzoekers merkten op dat de gevonden koolstof in de Xianling-mortels overeenkwam met de beschrijving van deze historische materialen. Het feit dat de donkere mortel selectief werd gebruikt voor de zichtbare voegen en oppervlakken, terwijl de bleke mortel werd gebruikt voor de verborgen structurele lagen, bevestigde dat dit een bewuste technologische keuze was. De bouwers kleurden de muur niet alleen; ze brachten een specifiek, door koolstof verrijkt materiaal aan op de delen van het gebouw die blootgesteld waren aan de elementen en het menselijk oog.
De studie onthulde ook dat deze technologie geen eenmalig experiment was, maar een systematische praktijk over het gehele mausoleum. De donkere, koolstofhoudende mortel werd aangetroffen in de voorste muur, de achterste muur en het verbindende platform, wat wijst op een consistente toepassing van deze techniek tijdens verschillende constructiefases. Hoewel de exacte bron van de koolstof — of het nu steenkool, houtskool of inkt was — niet met absolute zekerheid kan worden vastgesteld op basis van de chemische analyse alleen, ondersteunt het bewijs sterk het idee dat deze mortels de fysieke manifestatie zijn van de traditionele qinghui zoals beschreven in historische verslagen. De onderzoekers concludeerden dat de bouwers van het Xianling-mausoleum over een geavanceerd begrip beschikten van materiaaldifferentiatie, waarbij ze kozen om de duurzaamheid en het uiterlijk van hun blootgestelde muren te verbeteren met een kalk-koolstofcomposiet die door generaties heen was doorgegeven binnen het Chinese vakmanschap. Deze ontdekking biedt een zeldzame, tastbare link tussen de schriftelijke instructies uit het verleden en de fysieke realiteit van het heden, waarmee wordt bewezen dat de donkergrijze lijnen op deze oude muren niet slechts vlekken zijn, maar een bewuste en blijvende technologische signatuur.
Verdrinkt u in papers in uw vakgebied?
Ontvang dagelijkse digests van de nieuwste papers die bij uw onderzoekswoorden passen — met technische samenvattingen, in uw taal.