Determination of provenance and fabricing technology of old, mediavel Hungarian historical bricks with methods of modern analytical chemistry and physical sciences.
Magyarországi történelmi téglák eredetének és készítési technológiájának vizsgálata modern analitikai kémiai és fizikai módszerekkel.
Title in English
Determination of provenance and fabricing technology of old, mediavel Hungarian historical bricks with methods of modern analytical chemistry and physical sciences.
Keywords in Hungarian
Szilárd fázisú reakciók, XRF, XRD, XPS, SEM, Mössbauer spektroszkópia, FT-IR, Raman spektroszkópia, katódlumineszcencia, történelmi tégla anyagok, középkor, római kor
Keywords in English
Solid phase reactions, XRF, XRD, XPS, SEM, Mössbauer spectroscopy, FT-IR, Raman spectroscopy, cathodoluminescence, historical brick materials, mediavel, roman era
Discipline
Chemical Engineering (Council of Physical Sciences)
80 %
Ortelius classification: Applied chemistry
Mineralogy, Petrology (Council of Complex Environmental Sciences)
15 %
Ortelius classification: Mineralogy
Archeology (Council of Humanities and Social Sciences)
5 %
Ortelius classification: Comparative archaeology
Panel
Chemistry 2
Department or equivalent
Institute of Materials and Environmental Chemistry (Research Center of Natural Sciences)
Starting date
2009-01-01
Closing date
2012-12-31
Funding (in million HUF)
10.937
FTE (full time equivalent)
3.20
state
closed project
Summary in Hungarian
Munkánk során elsődleges célunk a magyarországi történelmi téglák eredetének és gyártási technológiájának archeometriai vonatkozásban is jelentős vizsgálata modern analitikai kémiai és a fizikai tudományokból vett módszerekkel. Ehhez el kell végeznünk alapjellegű kutatásokat , melyek a technológiai paraméterekre vonatkoznak, úgy mint a nyersanyag összetétele (az agyag nyomelem tartalma), az égetési hőmérséklet, az égetés alatt lejátszódó kémiai reakciók alaposabb megismerése, valamint, hogy ezek miként befolyásolják a termék (tégla) tulajdonságait. A magyarországi téglagyártás régóta kutatott mind szerkezetileg, mind kémiailag és jól feldolgozott. Ezzel szemben a történelmi téglákat, kerámiákat csak stilárisan dolgozták fel, anyagtudományi szempontból pedig nem vagy csak szórványosan tanulmányozták. Ezért célul tűztük ki, hogy alap adatokat gyűjtünk a téglagyártás technológia történetéről és módszereiről jól megválasztott minták alapján( Szeged, Aquincum, valamint két egyházi gyűjtemény), felhasználva a modern téglaipar eszköztárát. Továbbá tervezzük egy olyan könnyen kezelhető és hozzáférhető adatbázis létrehozását, amely az újabb archeometriai kutatások alapjául szolgálhat, mivel jelenleg ilyen adatbázis nem áll rendelkezésre. Ezen komplex anyagkémiai kutatások hozzájárulhatnak a mai modern téglagyártásban is hasznosítható anyagszerkezeti és gyártástechnológiai ismeretek szerzéséhez. A kutatás egy másik eredménye lehet továbbá a modern régészetben felhasználható összetett vizsgálati módszerek kialakítása.
Summary
Our main goal is to study of old, medieval historical Hungarian bricks in a complex way with archaeometrical aspects in which we plant to investigate provenance and technology using modern methods and instruments of analytical chemistry with assistance of physical sciences. For this, several basic research must be accomplished about technologies, firing temperatures, reactions (kinetics and mechanism) taking place at firing and about the effects of trace element content of clay on the properties of brick products. Area of brick producing in Hungary has been studied very well for long time and very well processed in structural and chemical point of view as well. In contrast to this, Hungarian historical ceramics and bricks are not studied and processed in respect of material sciences excepting of a few sporadic results. These historical bricks and ceramics are examined only with regard of style in Hungary. We aim to collect basic data about history of technology and methodology of brickmaking using state of the art techniques of brick research on the bases of selected samples (see section “Materials and samples to be investigated”). Furthermore we intend to create an accessible and handy database about chemical properties of these historical materials which can be used for further archaeometrical research. Such kind of database does not exist at this moment. Thus with this work a systematical research of this area will be done. With these complex investigation novel material-structural and technological correlations can be revealed, where trace elements of raw material play a quite important role. With the help of this research, survey of history of technological development can be done. With these studies it is possible to develop complex methods which can be usable in modern archeology. All of this material-structure and producing technological information can be also used in modern brickmaking industry.
Final report
Results in Hungarian
Négy évszázadból származó aquincumi bélyeges téglák anyagát vizsgáltuk röntgendiffrakcióval (XRD), valamint meghatároztuk a jellemző geokémiai bélyegeket kézi, hordozható röntgenfluoreszcens elemző készülékkel (XRF).
Kimutattuk, hogy a tegulák nyersanyagaként a környező nyersanyaglelőhelyek anyagából azt fejtették, ami a legjobban szolgálta az elérendő technológiai eredményt. Nagyfokú homogenitás jellemzi a tegulák kémiai összetételét. A kiugróan eltérő értékek idegen származásra utalhatnak.
A fázisösszetételbeli különbségek az eltérő égetési hőmérsékleteknek, kemencehasználatnak tulajdoníthatók.
Megmutattuk, hogy a tegulák anyagvizsgálati eredményei felhasználhatók a korabeli és jelenlegi agyagnyerőhelyek jellemzésére, így az azonos időben keletkezett egyéb kerámia termékek potenciális nyersanyagaként történő értelmezésére, a helyi- és az import termékek megkülönböztetésére.
Létrehoztuk egy többfunkciós agyag- és kerámia adatbázis alapjait, amelynek folyamatos bővítésével az archeometriai kutatás új lehetőségeit alapoztuk meg.
Az alkalmazott ásvány-kőzettani-geokémiai kutatás megbízható eszköztárát kibővítettük a hordozható XRF készülék lehetőségeinek és korlátainak tesztelésével, pontosságának növelésével. Fontos eredménynek tartjuk továbbá, hogy be tudtuk mutatni az XRF technika (és ezen felül a kémia) szerepének jelentőségét a hazai régészetben, művészettörténetben, restaurálásban, archeometriai kutatásokban.
Results in English
Numerous historical stamped brick samples representing four centuries A.D. were measured by X-ray diffraction analysis and portable handheld X-ray fluorescence spectrometry as well to determine geochemical features of the matter of bricks. The chemical composition of bricks is very homogeneous. Data which are significantly out of the average composition may suggest an other provenance (non local raw material and/or import products). We showed that results of these examinations (chemical and phase composition) of bricks, tegulas and ceramics can be used for characterization of either ancient and recent clay sources as potential raw material for other sort of ceramic products made in the same time therefore distinguishing between local and import products additionally. We have created the bases of a complex database of ceramics and materials which establishes new possibilities for archaeometric researches via expanding data continuously. By applying, studying and improving our handheld portable XRF analyzer (testing of facilities and limitations) tools of mineralogical-petrological-geochemical researches were enhanced. Very important result of this proposal is that remarkable importance of XRF technique and chemistry itself was proved in archaeology, art history, conservation, restoration and archaeometric researches in Hungary.
Z. MAY and M. TÓTH: APPLICATION OF PORTABLE (HANDHELD) NITON XRF ANALYSER IN SOME ARCHAEOMETRY PROJECTS, Technart 2009 Athens, Greece 27-30 April, 2009
May Z; Tóth M; Szépvölgyi J: Application of a portable and handheld Niton XRF analyzer in studying of ceramics and histrocial bricks in Hungary, European Meeting on Ancient Ceramics EMAC 2011 September 29th-October 1st 2011 Vienna, Austria, 2011
Bajnóczi B, Nagy G, May Z, Tóth M: Adalékok a szászkézdi kerámiák készítési technikájához anyagvizsgálatok alapján, NÉPRAJZI ÉRTESÍTŐ 93: pp. 95-109. (2011), 2011
Bajnóczi Bernadett, Nagy Géza, May Zoltán, Tóth Mária: Adalékok a szászkézdi kerámiák készítési technikájához anyagvizsgálatok alapján, Néprajzi Értesítő, 2011
Lakatos Sz, May Z, Tóth M: Egy bronz Venus szobor vizsgálata régészeti és természettudományos módszerek együttes alkalmazásával, Környezet – Ember – Kultúra: Az alkalmazott természettudományok és a régészet párbeszéde, 2012
Eszter Horváth, Zsolt Bendő, Zoltán May: Materials technological characteristics and workshop affinities of the polychrome style metalwork from Gáva, Wandering and Settled Barbarians in the Carpathian Region and Neighboring Areas, Nyíregyháza-Satu Mare, 2010
Horvath T, Sipos Gy, May Z, Toth M: The date of the late copper age ritual mask from Balatonőszöd-temetői-dűlő, ANTAEUS: COMMUNICATIONES EX INSTITUTO ARCHAEOLOGICO ACADEMIAE SCIENTIARUM HUNGARICAE 31-32: pp. 499-512.(2010), 2010
Sipos Gy, Horváth T, May Z, Tóth M: Adatok Balatonőszöd – Temetői-dűlő, késő rézkori rituális álarc keltezéséhez, Környezet – Ember – Kultúra: Az alkalmazott természettudományok és a régészet párbeszéde, 2012
Hugyecsek Balázs, May Zoltán: Herendi díszkancsók restaurálása, Műtárgyvédelem 2010/35, 2011
Zoltán Sebestyén, Zoltán May, Kati Réczey and Emma Jakab: The effect of alkaline pretreatment on the thermal decomposition of hemp, Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 105, 1061-1069, 2011
Sipos Peter, Nemeth Tibor, May Zoltan: Accumulation of trace elements in fe-rich nodules in a neutral-slightly alkaline floodplain soil, Carpathian Journal of Earth and Environmental Sciences, 6 13-22, 2011
