CC BY
401
УДК 902.2(470) ББК Т48(2)-42
М. И. Порох, С. Ф. Татауров
методика исследования кирпичей из археологических памятников русского населения XVII — начала XX вв.*
M. I. Porokh, S. P. Tataurov
research procedure of bricks at archaeological site of the russian population of the 17th — beginning of the 20th centuries
Представлена методика исследования кирпичей XVH — начала XX вв. Приведены визуально выявляемые особенности технологических приемов, круг датировочных признаков кирпичных кладок, а также методы естественных наук, позволяющие анализировать образцы в лабораторных условиях.
Ключевые слова: кирпич, археология, методика, датировка, кирпичные клейма, знаки на кирпичах, фигурные кирпичи, технология изготовления кирпича, естественно-научные методы.
The article deals with the research procedure of bricks of the 17th - beginning of the 20th centuries. Visual peculiarities of processing technology, the range of dating characteristics of brick masonry as well as methods of natural science, which help to analyze the samples in laboratories, are given.
Keywords: brick, archaeology, procedure, dating, masonry, signs in the bricks, curly bricks, bricks processing technology, natural and scientific methods.
Одним из археологических объектов, редко оказывающихся в центре внимания исследователей, являются кирпичи. Обычно археологи в своих статьях лишь упоминают о кирпичах, перечисляя находки, в лучшем случае делают замеры и описывают клейма. Возможно, такое отношение к строительным материалам во многом обусловлено малой разработанностью темы, отсутствием четко сформулированной методики изучения кирпичей. Мы хотим представить наш вариант методики исследования данной технологии, попутно объясняя основные характеристики изготовления данного вида объектов.
1. Полевое изучение кирпичей и кирпичных кладок в сооружениях или на раскопе. Целью его является выявление сортамента кирпичей, техники перевязки кладки, толщины шва раствора и способа его обработки, клейм, подсчет счетных знаков, визуальное определение сохранности во времени при соотнесении с местными негативными факторами окружающей среды. комплексное изучение этих признаков может помочь при датировке кладок. Одновременно производится отбор проб для лабораторного исследования и целых кирпичей для детального визуального осмотра.
Архитектор П. А. киселев выделяет две группы датировочных признаков кирпичных кладок—основные и уточняющие1. к основным он относит технику перевязки кирпичей в кладке, характеристику растворов, толщину швов и способы их обработки. Эти параметры зависят от времени сооружения кладки, поэтому их можно считать надежными, но датировочные диапазо-
* Работа подготовлена при финансовой поддержке гранта Министерства образования и науки РФ ГК № 14.740.11.1392/
ны в этом случае достаточно широки. Сузить их можно с помощью уточняющих признаков: размеров кирпича, выявления технологии его изготовления, видов клейм и их параметров. Опора лишь на уточняющие признаки может привести к ошибочным выводам. Многократная повсеместная фиксация вторичного и даже третичного использования кирпича не позволяет по умолчанию приравнивать время его изготовления ко времени возведения кладки. Тогда как связующие растворы приготавливали непосредственно в ходе строительства, поэтому основные характеристики кладки можно соотнести с конкретными временными интервалами. Определение типа раствора в полевых условиях возможно лишь на уровне грубого разделения растворов на известковые и цементные. Последние свидетельствуют об относительно поздней датировке кладки, так как в России цемент начали использовать лишь с 1860-х гг, а массовое его применении относится уже к XX веку. Присутствие цемента можно выявить визуально по сероватому цвету раствора, в отличие от белого известкового.
Необходим замер кирпичей, причем нескольких образцов для выявления средних габаритов, так как при ручной технологии размер кирпича не является стандартным, отклоняясь на несколько сантиметров от среднего в ту или иную сторону. Иногда в одном здании присутствуют кирпичи явно разных размерных характеристик: более вытянутые или крупноформатные. Это может свидетельствовать о разных поставщиках, разном функциональном назначении материалов (для возведения несущих конструкций или внутренних перегородок, печном кирпиче или кирпиче для выкладки пола) либо разновременных участках кладки. таким образом, выявляется сорта-
исторические науки
мент кирпичей. Его разнообразие дополняют кирпичи фигурные, используемые для отделки фасада. Можно выделить два типа фигурных кирпичей: лекальные и тесаные. При производстве лекальных кирпичей сырец выделывали по заранее подготовленному лекалу, придавая ему необходимую форму. к этому типу можно отнести полусферические кирпичи и кирпичи сложных форм. Визуально фиксируется их монолитность до обжига. тесаные кирпичи изготавливали, стесывая уже обожженный экземпляр, что просматривается по технологическим следам, разнице в цвете и структуре поверхности разных граней. Тесаные кирпичи, как правило, имеют наклон одной грани, чаще изготовлены в форме трапеции.
Еще одним этапом полевого изучения кирпичей является фиксация знаков и клейм. При этом нужно отмечать на какой грани они расположены: на тычке (самой короткой стороне), ложке (узкой длинной боковой) или постели (самой широкой). По способу изготовления клейма делятся на вдавленные и выпуклые. Вдавленные порядовщик (формовщик) выбивал при помощи небольшого деревянного молоточка, на широкой стороне которого был вырезан заводской штемпель. Выпуклые клейма говорят нам о применении медной пластинки с клеймом, зафиксированной на внутренней стороне формы. Содержание клейма может свидетельствовать о конкретном производителе либо, как минимум, очертить эпоху.
Помимо клейм на кирпичах встречаются счетные знаки — обозначения в форме рез (черточек) и их комбинаций (например, диагональный крест) либо вдавленных точек. Их число и расположение друг относительно друга может быть различным. Если в кладке множество таких символов, можно воспользоваться методом подсчета меченых кирпичей на определенном участке стены по сравнению с общим количеством кирпичей на этом участке. Этот метод разработал М. Б. Чернышев2. Но необходимо помнить, что кирпич имеет парные грани, и с равной долей вероятности знак может присутствовать на обратной, невидимой нам в кладке стороне. Поэтому количество выявленных кирпичей со счетными знаками необходимо умножить на два. Этот метод позволит прояснить подсчет кирпичей до обжига и разделение их на отдельные партии. В различных местностях метили каждый сотый или каждый тысячный кирпич. Но иногда отсчитывали по 120 или 1200 кирпичей (так называемая «голая сотня» или «голая тысяча»), оставляя задел для возможного брака при обжиге3.
На поверхности кирпича иногда присутствуют случайные знаки — отпечатки пальцев, детских ступней, лап животных, а также следы от дождя или града. Отпечатки пальцев позволяют судить о половозрастной составляющей рабочих, задействованных на кирпичном производстве. Их малый размер указывает на принадлежность женским и детским рукам. Женщины наряду с мужчинами участвовали в формовке кирпича, а детей нередко использовали для переноски готового сырца к месту сушки. На это указывает наиболее частое расположение детских отпечатков на углах кирпичей, как при обхвате рукой во время переноски. Однако необходимо помнить, что при обжиге происходит усадка, при этом размер отпечатков также уменьшается. Поэтому нужно отделять отпечатки очевидно детские от уменьшенных взрослых. Следы дождя и града, фиксируемые в виде характерных полос и пробоин, свидетельствуют, что
сушка сырца осуществлялась под открытым небом без навесов. Наиболее неоднозначными являются отпечатки лап животных и детских ступней. С одной стороны, они могут означать открытый характер сушки кирпича, когда на сырец могли наступить дети, животные или птицы. Но существуют версии ритуального назначения этих следов, так называемой бескровной строительной жертвы, трансформированной из жертвы кровавой, когда при возведении построек закладывали под венцы дома или под печи останки животных или младенцев. Эта разновидность зна-ков—тема отдельного исследования, поэтому данная методика рекомендует их фиксацию с упоминанием задействованной грани, размером и по возможности определением вида животного или птицы.
Визуальное определение сохранности важно для выявления прочности строительных материалов и качества самих строительных работ. Это особенно важно, если лабораторное определение прочности не представляется возможным. При этом нужно определить круг негативных факторов, влияющих на сохранность.
Внешний осмотр кирпичей в ряде случаев позволяет определить особенности технологии производства. Подготовка сырья является важной процедурой, и недочеты этого процесса влияют на качество кирпича, определяемое визуально. Если в исходном сырье встречаются куски известняка, то их размер в сырце (при плохом измельчении) может достигать 1—5 мм. При обжиге они превращаются в оксид кальция (негашеную известь), который при контакте с водой «гасится» с увеличением в объеме. Это приводит к выколам и разрушению изделий. В месте откола в этом случае хорошо виден белый порошок или белая тестообразная масса. Для достижения наилучшего качества сырья иногда применяли отощающие добавки: песок, шамот, древесные опилки и т. д. Наличие некоторых из них можно определить визуально, например крупные фрагменты шамота (измельченной обожженной керамической массы).
По видам брака и технологическим следам можно делать выводы о способе изготовления. Ручная формовка кирпича определяется по деформации граней, скругленности ребер и углов. Это объясняется тем, что оставшаяся от предыдущих забивок в формах глина искажала контуры кирпича, а износ форм приводил к деформации граней кирпича. Иногда на поверхности кирпича заметны следы шероховатости деревянной формы. Для машинного производства характерны прямолинейность ребер, ровные грани и свой набор возможных дефектов: «драконов зуб» — разрывы на ребрах бруса при неравномерной подаче сырья в пресс4 и др. Определение ручного или машинного способа производства кирпича может применяться лишь для датировки механически выделанных кирпичей, позволяя установить нижнюю границу изготовления. В России внедрение механических кирпичеделательных машин началось с 1860-х гг. и не было повсеместным5. Ручная формовка кирпича бытовала даже в годы советской власти, поэтому визуальная фиксация использования формы не является показателем непременной древности образца.
Трещины на кирпиче часто вызваны несоблюдением времени сушки сырца. В глине перенос влаги затруднен, поэтому при быстром высыхании происходит усадка поверхностного слоя глины, а влажное ядро препятствует ей. Это приводит к растрескиванию.
М. И. Порох, С. Ф. Татауров
Методика исследования кирпичей из археологических памятников русского населения XVII — начала XX вв.
Визуально можно определить и качество обжига кирпича, такие формы брака, как недожог и пережог Недожженные изделия отличаются низкой механической прочностью, неустойчивы против влияния мороза и воды, легко разрушаются от механического и атмосферного воздействия. Такие образцы имеет характерный горчичный цвет, часто в форме пятен по центру, и при ударе о твердую поверхность издают глухой звук. Пережженный кирпич чернеет пятнами, гранями или по всей поверхности, оплавляется, искривляется, вспучивается. При пережоге звук от удара будет звонким. Впрочем от пережога кирпич становится прочнее, и иногда такая форма брака может считаться даже благоприятной.
2. Сбор сведений о возможных месторождениях сырья. Чаще всего кирпичные заводы, или, как их называли, кирпичные сараи, находились недалеко от места строительства. Транспортные расходы приводили к значительному удорожанию товара. Организация кирпичного производства не требовала сложного оборудования и колоссальных затрат. Местность должна была быть удобной для добычи глины, песка, заготовки дров и доставки воды. В Сибири эти компоненты имелись практически повсеместно. Сведения о местных месторождениях сырья можно получить в геологических и строительных организациях, а также из письменных и архивных источников. Для детального исследования кирпичей необходимо обследование месторождений и отбор проб для лабораторного изучения.
3. Лабораторное изучение образцов кирпичей и проб сырья из месторождений. В лабораторных условиях используют целый ряд естественнонаучных методов: спектральный петрографический и химический анализы, рентгеноструктурное исследование, ультразвуковой метод, определение физико-механических показателей. Лабораторное исследование состоит из экспериментальной части, теоретического расчета и, если это необходимо, практической проверки результатов исследования. После этого можно делать выводы о результатах, составлять сводные наглядные таблицы, графики и диаграммы.
Петрографический метод наиболее часто применяют при исследованиях археологической керамики, к частному случаю которой можно отнести и кирпичи. Он подразделяется на макроанализ и микроанализ. Макроанализ подразумевает изучение текстуры свежего излома при помощи бинокулярного микроскопа. По количеству, величине и форме водяных пор ориентировочно определяют количество замешанной в формовочную массу воды и степень уплотнения глины. Минеральные и органические примеси при обжиге оставляют в глине четкие отпечатки, по которым можно определить материал: саман, травяные стебли, опилки и т. п. По степени диссоциации известняковых включений (если они имеются) намечается возможная температура обжига керамики6. Микроанализ предполагает изучение под микроскопом прозрачных шлифов образцов в поляризованном свете. При этом можно качественно и количественно оценить минеральный состав природной глины, минеральных и органических добавок7. Этот метод по присутствию в керамическом тесте новообразованных минералов, степени разложения кальцитов и раскристаллизации вещества позволяет судить о параметрах обжига кирпичей (температурном и временном) 8. Петрография определяет и место
производства при условии параллельного изучения проб глин из месторождений.
Химический анализ выявляет состав минералов в сырье и их потерю при прокаливании. По результатам химического и петрографического изучения определяют компоненты состава формовочных масс и задают ориентировочные дозировки, требующие опытной проверки. Достоверность состава и температуру обжига проверяют путем воспроизведения кирпичей по расчетному составу. Если опытные образцы соответствуют показателям древним кирпичам по внешнему виду и, опыт считается законченным9.
Спектральный анализ выделяет главные компоненты, специальные добавки и случайные примеси. Сравнение данных спектрального анализа кирпичей и сырья помогает выявить исходные материалы. Спектрограф регистрирует спектры образцов, растертых в порошок и помещенных в специальный аппарат. Аналитик определяет зафиксированный набор элементов и их процентное содержание. концентрации определенных элементов примесей могут служить хорошим поисковым признаком для определения источника сырья10. Однако количественное определение при этом весьма относительно, поэтому спектральный анализ наиболее эффективен в совокупности с химическим методом.
Рентгеноструктурный анализ дает возможность при помощи приборов рентгеновского излучения выявить минералогический состав кирпича (качественный и количественный) и определить приблизительную температуру обжига. Очень важно, что метод является недеструктивным и позволяет сохранять образцы.
Для определения физико-механических показателей кирпича необходимо использовать специальные методы, большинство из которых регламентируется ГОСТами. Прочность — способность кирпича сопротивляться напряжениям и деформациям, не разрушаясь. Анализ данной характеристики помогает сравнивать качество кирпича в разные периоды и у разных изготовителей, судить о влиянии различного сырья, определенных составляющих и добавок на прочность кирпичей, выявлять преимущества определенных технологических операций. Например, Е. В. Белановская, проводя подобные исследования на вологодских образцах XVII—XIX вв., выявила факторы снижения качества местных кирпичей в XIX в.: уменьшение времени вымораживания глины и наличие каменистых включений более 2—3 мм (снижение прочности на 30—40 %), что говорит о плохой подготовке глиняного сырья11. Наиболее доступными являются методы определения прочности кирпича на сжатие и на изгиб при помощи пресса12. К сожалению, такая методика является разрушающей. Предел прочности кирпича можно определить при помощи недеструктивного метода — ультразвукового импульсного требующего наличия специального ультразвукового прибора. Такой метод дает данные о средней прочности кирпича в кладке, то есть позволяет не извлекать образцы из памятников. Если в конструкции выявляются участки, резко отличающиеся от других по скорости распространения импульса, это может говорить о разных поставщиках строительных материалов или разновременности участков кладки. С помощью ультразвуковых испытаний А. С. Перунов и Г Б. Шмаков выявили, что важной особенностью структуры старинного кирпича является ее разуплотне-
исторические науки
ние, особенно ярко выражающееся в его средней зоне и с менее на наружной поверхности13. Это говорит о большой погрешности данного метода, если возраст кирпичей превышает 100 лет. Но при использовании любого метода измерения прочности строительных материалов необходимо также учитывать погрешность для образцов, извлеченных не непосредственно из кладки, а находившихся на земле рядом с заброшенными зданиями, так как они были в большей степени подвержены разрушающим факторам: атмосферной влаге, ветровой и водной эрозии, перемене температур.
Морозоустойчивость кирпича позволяет судить о том, насколько кирпичные постройки были комфортны для проживания, что особенно важно в климатических условиях Сибири. Выявление морозостойкости позволяет связать этот фактор с толщиной кирпичной кладки или, напротив, опровергнуть взаимосвязь, заставляя искать иные мотивы подобной техники, например, защитные функции, если речь идет о крепостных стенах или денежном хранилище. Но стандартные деструктивные исследования морозостойкости по ГОСТу14 требуют большого количества образцов. Е. В. Белановская предложила более щадящий, но менее точный метод определения морозостойкости15. В его основе лежит «коэффициент заполняемости пор», определяющий степень погодоустойчивости материалов как соотношение показателей намокания кирпича в холодной воде и в кипятке.
Таким образом, кирпич как археологический объект является интересным и информативным материалом при умении считывать с него необходимую информацию. Уже на этапе полевого изучения он иногда позволяет делать выводы о датировке памятника, особенностях технологии изготовления, половозрастном составе работников кирпичных сараев, а в ряде случаев даже определять конкретного мастера. углубленное лабораторное исследование позволяет дать полное описание материалов, входящих в состав сырья, температуры обжига, а также выявить месторождение глины, близ которого функционировало кирпичное производство.
Примечания
1. Киселев И. А. Датировка кирпичных кладок XVI— XIX вв. по визуальным характеристикам : метод. пособие. — М. : Ин-т «Спецпроектреставрация», 1990. — С. 2.
2. Чернышев М. Б. Счетные метки на кирпиче // Вестник Литературного института им. А. М. Горького. — М. : Изд-во Лит. инт-та им. А. М. Горького, 2006. — № 1. — С. 213—215.
3. Там же. — С. 214.
4. Киселев И. А. Архитектурные детали в русском зодчестве XVIII—XIX веков. Справочник архитектора-реставратора. — М. : Academia, 2005. — С. 213.
5. Черный А. А. История техники : учеб. пособие. — Пенза : Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2005. — С. 138.
6. Гражданкина Н. С. Методика химико-технологического исследования древней керамики // Археология и естественные науки. — М. : наука, 1965. — С. 158.
7. Круг О. Ю. О применении петрографии в археологии // Археология и естественные науки. — М. : Наука, 1965. — С. 147.
8. Зах В. А. О некоторых методах изучения древней западносибирской керамики // Вестник археологии, антропологии и этнографии. — Тюмень : Изд-во ИПОС СО РАН, 1999. — №. 2. — С. 5.
9. Гражданкина Н. С. Указ. соч. — С. 157.
10. Тетерина Т. И. Археоминералогия неолитической керамики вычегодского края // Вестник ОНЗ РАН: электронный мультимедийный журнал [Электронный ресурс]. — URL: http://onznews.wdcb.ru/news11/info_110504. html (дата обращения 20 июня 2012 г.)
11. Белановская Е. В. Материаловедческие основы реставрации каменных памятников архитектуры Вологодской области (район Волго-Балтийской системы) : авто-реф. дис. ... канд. техн. наук. — СПб. — С. 8.
12. ГОСТ 8462-85. Материалы стеновые. Методы определения прочности при сжатии и изгибе.
13. Перунов А. С., Шмаков Г. Б. Опыт применения ультразвука в исследовании неоднородности кирпича при реставрации исторических памятников архитектуры // Предотвращение аварий зданий и сооружений [Электронный ресурс]. — URL: http://www.pamag.ru/pressa/exp-ultrasound-brick (дата обращения 20 июня 2012 г.)
14. ГОСТ 7025-91. Кирпич и камни керамические и силикатные. Методы определения водопоглощения, плотности и контроля морозостойкости.
15. Белановская Е. В. указ. соч. — С. 9.
Поступила в редакцию 14 июля 2012 г
ПОРОХ Марина Игоревна, аспирант, сектор археологии, Омский филиал Института археологии и этнографии Сибирского отделения РАН. Научные интересы: кирпичи, городская археология, история строительства в Сибири. E-mail: [email protected]
POROKH Marina Igorevna, post-graduate student, Section of Archaeology of Omsk branch of the Institute of Archaeology and Ethnography of the Siberian Department of the Russian Academy of Science. Research interests: bricks, urban archaeology, history of construction engineering in Siberia. E-mail: [email protected].
ТАТАУРОВ Сергей Филиппович, кандидат исторических наук (1996), доцент, зав. сектором археологии, Омский филиал Института археологии и этнографии Сибирского отделения РАН. Научные интересы: история сибирской государственности, тюрско-татарские государства Западной Сибири, присоединение Сибири к российскому государству. E-mail: [email protected]
TATAUROV Sergey Phillipovich, Associate Professor, Candidate of Science (History), Head of the Section of Archaeology of Omsk branch of the Institute of Archaeology and Ethnography of the Siberian Department of the Russian Academy of Science. Research interests: history of the Siberian statehood, Turkic and Tatar states of West Siberia, Siberia’s joining the Russian state. E-mail: [email protected]
