بررسی ساختار ملات اوایل دوره اسلامی بر اساس نمونه‌های برج‌های آرامگاهی و قلعه های شرق مازندران با روش XRD

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری رشته باستان شناسی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.

2 استاد گروه باستان شناسی، دانشگاه تهران، تهران، ایران.

3 استادیار گروه باستان‌شناسی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.

چکیده

با توجه به شواهد آزمایشگاهی به دست آمده در این پژوهش، دو ترکیب «ژیپس و کلسیت» یا «ژیپس و دولومیت» در فاز غالب، به همراه «کوارتز» در اشکال مختلف بلورین و سولفیدهای چندگانه فلزی و ترکیبات سیلیکاته در فازهای کم اهمیت‌تر، ساختار کلی ملات در نمونه‌های مختلف جغرافیایی مربوط به دوره ساسانی را تشکیل می‌دهند. در این بررسی، آنالیز ملات قلعه‌های شاخص شرق مازندران و برج مقبره‌های سه‌گانه «لاجیم»، «رسکت» و «رادکان» غربی با روش XRD مد نظر قرار گرفتند. هر سه این برج‌ها در قرن چهارم هجری ساخته شده‌اند اما در مورد تاریخ ساخت غالب قلعه‌ها اطلاعات دقیقی در میان نیست. با توجه به زمان ساخت دقیق برج مقبره‌ها و مشابهت ترکیب ملات آن‌ها با قلعه‌های ورازان، حمام و کنگلو از یکسو و تشابه این ساختار با نمونه ملات‌های شاخص دوره ساسانی از سوی دیگر، می‌توان فرآیند تهیه ملات از سنگ گچ خام از دوره ساسانی تا اوایل دوران اسلامی در مازندران را بدون تغییر دانست و این نمونه‌ها را به دوران گذار به سوی استفاده از ملات‌های جدیدتر منتسب کرد. آنالیز نمونه‌های بسیاری از قلعه‌های مورد بررسی، حاکی از استفاده از ملات‌های آهکی است که در دورانی جدیدتر به کار گرفته شده‌اند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Analysis of the Mortar of Early Islamic Era on Tomb Towers and Castles of Eastern Mazandaran by XRD Method

نویسندگان [English]

  • shahin mahyar 1
  • Bahman Firuzmandy Shirehjini 2
  • Hayedeh Khamseh 3
1 Ph.D. Candidate of Archeology, Department of History & Archaeology, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran.
2 Professor, Department of Archaeology, Tehran University, Tehran, Iran.
3 Assistant Professor, Department of History & Archaeology, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran.
چکیده [English]

After the political collapse of the Sassanid Empire, a kind of national resistance against the Arabs came into being. Tabaristan was one of those areas that the invading tribes did not have a good chance of reaching due to its special geographical location. Inscriptions in the Pahlavi language indicates that until the fourth century AH in some areas of Tabaristan, this language was trusted and can be a sign of a cultural resistance of the people of this land against the Arab invasion. According to this, The hypothesis of this research is that the study of mortar of the remaining buildings related to the early Islamic period and its comparison with the Sassanid period mortar can show the evolution of the mortar structure up to several centuries after the collapse of the previous system of government. The selection of Mazandaran as the spatial territory of this research is for the existence of three tomb towers (Figure1,2) that were built in the fourth century AH and have two common elements, which are the structure of brick and mortar with Kufic and Pahlavi inscriptions. Apart from these towers which are located in the east of present-day Mazandaran, there are many castles (Table2) in these areas that a comparative study of their mortar structure can be helpful in achieving the goal of this research. The purpose of this study is to find the answer to the question whether after the fall of the Sassanid Empire and the disruption of the long-standing political order of Iran, there has been a change in the technology of mortar production and how long and in which parts of Iran this can be done. We assume that the land of Tabaristan, as mentioned before, can be a good place to seek this technical transformation. The laboratory method selected for the study is called XRD analysis method. In the case of mortars and mineral powders, the XRD method is a reliable method. The XRD method is also effective for different granulations, as all the minerals in the mortar show an X-ray scattering pattern that is easily detectable in phase detection software. If you need quantitative analysis of mortar, you should use complementary methods of elemental analysis such as "SEM" or even XRF method, which is not the purpose of this study; This is because the same quantitative standard was not used to make mortar in different geographical areas, and only the method of construction was the same over time, which changed over time, depending on the needs of the architects. The hardening of the mortar and its adhesiveness depend on the reabsorption of the initial crystallization water of the raw mortar. Therefore, the use of any organic matter, whether plant material, or food additives such as egg white or egg yolk, etc., has no effect on the chemical structure of the mortar and does not help it to harden and stick. As a result, the use of organic matter detection methods such as "Chromatography", UV and IR spectroscopy, etc. will not be effective in this study. According to the analysis (Table3), it can be said that in general, the mortar of all three tomb towers, like most Sassanid structures, is a mortar of gypsum. Among the mortar samples of the studied castles in East Mazandaran (Table4), the predominant phase with the composition of "gypsum" has been identified only in the samples of "Hammam Kojoor Castle", "Varazan Noor Castle" and "Kanglo Castle". Also in all the samples in which the "gypsum" composition forms the leading phase, we encounter the "dolomite" or "calcite" phase together with the "quartz" phases with different crystal shapes, which are reminiscent of the same structure of Sassanid mortars. Copper-based sulfur compounds from natural copper ores and Aluminum silicate compounds in some samples are also due to natural impurities in the raw ore. Due to the phase diagrams and the number of phase adaptations, it is not possible to confirm the manual addition of sand or clay to the gypsum mortar in these samples. The results of XRD studies by the author on samples of raw gypsum (Table5), clay and sand stones (Table6) indicate that at least throughout the Sassanid era, the predominant mortar used in the construction of castles, palaces and Fire temples was gypsum mortar, which according to special heating conditions, the composition of calcite remains in the mortar and this has caused the stability of this mortar. But due to the fall of the empire, still in the early Islamic period, we see the use of the same gypsum mortar in the eastern regions of Mazandaran. Considering the date of construction of Sassanid tombs and castles such as "Kanglo Castle", and the similarity of mortar composition of all these samples, it can be concluded that the method of processing, heating and baking gypsum has not changed from the Sassanid period to at least 400 years later in Mazandaran. It seems that the structure of the mortar, in order to reach the next more resistant mortars, goes through a transitional period, the evidence of which can be found in the mortar used in the three tombs of the fourth century AH in East Mazandaran.

کلیدواژه‌ها [English]

  • phase
  • Mortar
  • gypsum
  • Calcite
  • XRD
پیرزاد، احمد، ( 1392)، «جلوه‌های هنرهای تزئینی وابسته به معماری در بقاع متبرکۀ مازندران»، بازیابی شده در تاریخ 2/11/96،http://www.rasekhoon.net /article/show/757453
حامی، احمد، (1393، مصالح ساختمانی، تهران، دانشگاه تهران.
حسین‌پور دوانی، عاطفه، (1389)، «مطالعات ساختاری فن شناسی بر روی ملات‌های گچ‌وخاک ساسانی بیشاپور»، پایان‌نامه چاپ نشده کارشناسی ارشد دانشگاه هنر اصفهان، دانشکده حفاظت، مرمت اشیاء و ابنیه تاریخی.
سورتیجی، سامان، (1381)، قلاع باستانی مازندران، چاپ اول، تهران، سازمان میراث فرهنگی.
شکفته، عاطفه؛ نیلفروشان، محمدرضا؛ حاتم، غلامعلی، (1387)، «بررسی ماهیت شیمیایی و ریزساختاری ملات به کار رفته در آرامگاه تپتی آهار-هفت تپه خوزستان-»، مرمت و پژوهش، بهار و تابستان 1387، شمارۀ 4، صص71-78.
عابدینی عراقی، مهدی، (1385)، گمانه‌زنی برج رسکت و پیرامون آن-پروژه بزرگ برج‌های تاریخی رسکت و لاجیم، گزارش چاپ نشده سازمان میراث فرهنگی استان مازندران.
عنایتی، علی‌اکبر، (1385)، پژوهشی پیرامون تاریخ منطقه و اهداف ساخت برج‌های رسکت و لاجیم، گزارش چاپ نشده سازمان میراث فرهنگی استان مازندران.
کباری، سیاوش، (1390)، مصالح شناسی، تهران، دانش و فن.
ماهیار، شاهین، (1390)، «آنالیز عنصری ملات دوره ساسانی در ساختار معماری آتشکده تخت سلیمان و مقایسه آن با سازه‌های ساسانی فارس (کاخ اردشیر، سروستان و قلعه دختر)»، به راهنمایی دکتر لیلی نیاکان، پایان‌نامه چاپ نشده کارشناسی ارشد دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکز.
محمودوندی، نرجس؛ مصطفی‌نژادی، علی، (1391)، مجموعه مقالات نخستین همایش علم مواد و حفاظت آثار فرهنگی تاریخی، بازشناسی مواد و مصالح پل تاریخی گاومیشان، تهران، پژوهشگاه میراث فرهنگی.
میش‌مست نهی، مسلم، (1394)، «کاربرد تحلیل‌های بلورشناسی در مطالعات فنی آثار تاریخی گچی (مطالعه موردی گچ‌بری کوه خواجه سیستان، ملات گچ شادیاخ نیشابور و ملات گچ قلعه الموت قزوین)» ، پژوهه  باستان‌سنجی، پاییز و زمستان 1394، سال اول، شمارۀ 2، صص14-1.
نیستانی، جواد، (1385)، «ریخت‌شناسی معماری آرامگاهی مازندران»، پژوهش‌های باستان‌شناسی و مطالعات  میان‌رشته‌ای، پاییز و زمستان 85، سال دوم، شمارۀ4، صص102-112.
وفایی، شهربانو، (1385)، پروژه بزرگ برج‌های تاریخی رسکت و لاجیم، برج رسکت و نمادهای تزیینی آن، گزارش چاپ نشده سازمان میراث فرهنگی استان مازندران.
هادیان دهکردی، منیژه، (1394)، کاربری پژوهش‌های آزمایشگاهی در حفاظت و مرمت بناهای تاریخی(مواد و مصالح)، چاپ سوم، تهران، دانشگاه تهران.
Abedini Araghi. M. 2006. Survey on  Resket Tower and its surroundings - the big project of Resket and Lajim historical towers-, Mazandaran Cultural Heritage Organization Unpublished Report.[in Persian].
Agarwal. B. K. 1991. X-ray Spectroscopy, An Introduction,2nd Ed., New York: Springer Series in Optical Sciences, Vol 15.
Alvarez. J. I. , Navarro. I. , Casado. G. 2000. Thermal, Mineralogical and Chemical Studies of the Mortars Used in the Cathedral of Pamplona (Spain).UK:Elsevier Press.Thermochimica Acta, Volume 365, Isuue 1-2.
Carol. H. & Forti. P. 1997. Deposition and Stability of Silicate Minerals, Cave Minerals of the World, 2nd Ed., National Speleological Society.
Chang. S.H. , Chiu. B.C. , Gao. T.L. ,Jheng. S.L. , Tuan. H.Y. 2014. Handbook of Optical Constants of Solids, Volume III, 1997: 459-471.
Enayati. A. 2006. Research on the history of the region and the objectives of building the Resket and Lajim towers, Mazandaran Cultural Heritage Organization Unpublished Report. [in Persian]
Hadiyan Dehkordy. M. 2015. Application of laboratory researches in protection and restoration of historical monuments, Tehran: University of Tehran Publishing Institute. [in Persian].
Hami. A. 2014. Building Materials, 23rd Ed. , Tehran: University of Tehran Publishing Institute. [in Persian].
Hoseinpur Davani. A. 2010. "Technological structural studies on Sassanid gypsum and soil mortars of Bishapour", Unpublished MSc Thesis, Isfahan: School of Conservation, Restoration of Historic Objects and Monuments. [in Persian].
Kebari. S. 2011. Materials Science, 25th Ed. , Tehran: Danesh o Fan. [in Persian].
Mahmoudvandi. N. , Mostafanejadi. A. 2012. The first conference on materials science and protection of historical cultural monuments, Recognition of materials for the historic Gavmishan bridge, 1st Ed. , Tehran: Cultural Heritage Organization. [in Persian].
Mahyar. Sh. 2011. "XRD analysis of Sassanid mortar of Takht-e Soleiman fire temple and its comparison with Sassanid structures in Fars  (Ardeshir Palace, Sarvestan and Dokhtar Castle)", Unpublished MSc Thesis, Tehran: Islamic Azad University, Central Tehran Branch. [in Persian].
Malainey. Mary E. 2011. A Consumer`s Guide to Archaeological Science, New York: Springer Heidelberg London press.
Mishmast Nehi. M. 2015. "Application of crystallographic analysis in technical studies of gypsum mortar of historical monuments, Case Study of Kuh-e Khajeh, Tepe Shadiakh of Neyshabur and Alamut Castle of Ghazvin", Archaeological Research, fall&Winter 2015,1st Year,No2:1-14. [in Persian].
Muraoka. Y. , Kihara. K. 1997. The temperature dependence of the crystal structure of berlinite, a quartz-type form of AlPO4, Physics and Chemistry of Minerals, 24 (4).
Nassiri Ansari. M. 1971. Seiry Dar Memary Iran, Tehran: Honarsara Aly Tehran. [in Persian].
Neyestani. J. 2006. Morphology of Mazandaran Tomb Architecture, Archaeological Research and Interdisciplinary Studies, fall &Winter 2006, 2nd Year,No4:102-112. [in Persian].
Pirzad. A. 2013. "Effects of decorative arts related to architecture in the holy shrines of Mazandaran", http://www.rasekhoon.net /article/show/757453. [in Persian].
Pollard. M. , Batt, C. , Stem, B. , Young, S. M. M. 2007.Analytical Chemistry in Archaeology, UK: Cambridge Manual in Archaeology. Cambridge University Press.
Shekofteh. A. ,Nilforushan. M.R. ,Hatam. G.A. 2008. Investigation of chemical and microstructural nature of mortar used in Tepti Ahar tomb, Journal of Repair and Research, Spring&Summer 2008,No4:71-78. [in Persian].
Surtiji. S. 2002. Ancient Castles of Mazandaran, 1st Ed. , Tehran: Cultural Heritage Organization. [in Persian].
Vafayi. S. 2006. Project of Resket and Lajim historical towers, Reskat tower and its decorative symbols, Mazandaran Cultural Heritage Organization Unpublished Report. [in Persian].
Valaei. Z. I  2011. Consideration on Sassanid architectural works and urban planning in ancient Persia, Indian Journal of Science and Technology, Oct 2011.Vol.4, No10:1388.
Valaei. Z. II  2011. Fire Temples at Sassanid Era, Journal of American Science, 2011. 7(9):164-166.
Wulff.  H.  1966. Traditional Crafts of Persia, UK: Cambridge.