Istoria tehnicilor de constructie

ARHITECTURA ROMANA

"Arhitectura romana este dintre toate cele existente pe fata planetei de circa 5000 de ani pana azi, cea mai surprinzatoare in bogatia si varietatea tehnicilor si a programelor" noteaza Jean-Pierre Adam in introducerea excelentei sale carti "l'Architecture romaine[1]". Intr-adevar in domeniul istoricii tehnicilor de constructii poate nici o alta civilizatie nu a lasat o mostenire atat de bogata si vasta, si surprinzator de actuala ca civilizatia romana. Cunoscand tehnicile de constructie romane putem cunoaste o mare parte din tehnicile lumii antice in general (romanii culegand si sintetizand tehnici din toate provinciile cucerite sau invecinate) dar si multe din tehnicile perioadelor urmatoare, mostenirea lor tehnica fiind extrem de putin alterata pana spre mijlocul secolului al XIX-lea. In multe colturi mai putin adaptate la tehnologiile secolului al XX-lea putem regasi chiar si azi metode de realizare a constructiilor, de extragere a materialelor sau de punere a lor in opera in maniere foarte asemanatoare daca nu identice cu cele din epoca Romei Antice.

Distanta de circa doua mii de ani ce ne separa nu a fost de ajuns pentru a ne oculta tehnicile de constructie romane, deoarece prin cel putin doua canale, informatiile ne-au parvenit pana in epoca noastra.

Pe de-o parte ni s-au pastrat parti din opera lui Vitruviu, in special prin cele "Zece carti de arhitectura" singurul tratat de arhitectura al carui text ne-a parvenit complet insa fara ilustratii. Pe de alta parte golul lasat de lipsa ilustratiilor din acest tratat a fost umplut de numarul mare de ruine romane pastrate unele in strare buna si, dintre toate marele santier arheologic de la Pompei, unde vitregiiile naturii din epoca romana ne-au conservat noua, generatiilor urmatoare, un tezaur de inegalabil informatii despre ansamblul vietii romane.

Acelasi Jean Pierre Adam noteaza in cartea mai sus citata ca "arhitectura romana nu ni se reveleaza doar ca un décor de teatru avand o epiderma prestigioasa si un schelet din caramizi, ci ca rezultat al reflexiilor, conceptiilor, eforturilor, a ansamblului gesturuilor elaborate si efectuate de multe ori sub constrangere si suferinta, ce devine un santier viu ce se desfasoara sub ochii nostrii".

Asa cum afirmam si mai sus, cunoscand tehnicile romane de constructie putem avea o idee si asupra tehnicilor altor popoare de la care romanii au preluat prin imitare si adaptare de la civilizatii trecute (Grecia Antica, Mesopotamia) sau prin contact direct cu tehnicile popoarelor supuse. De asemenea cunoasterea unor tehnnici de constructie precum cele legate de prepararea mortarelor sau cele legate de executia boltilor ne permit initierea in cunoasterea tehnicilor evului mediu european care au perpetuat in mare parte pe cekle romane aducandu-le de cele mai multe ori rare imbunatatiri ci mai degraba alterari semnificative.

Pentru Romania, constructia romana in sine nu este deosebit de semnificativa ca numar, si ca amploare a constructiilor pastrate; insa arhitectura de filiatie bizantina de la noi (cel putin cea legata de cultul ortodox) a preluat (cu interpretari si modificari) multe din tehnicile romane.

Pentru formatia de arhitect, tehnica romana de constructie si programele sale tehnice, edilitare constituie o baza solida, o serioasa sursa de inspiratie, deoarece romanii, la vremea lor au reusit sa "inventeze" aproape tot ce era de inventat in materie de constructii, cu meterialele epocii lor, si evident cu limitele datorate etapei de dezvoltare umana de atunci. Sa privim de exemplu magnificele terme, palate si super instalatii in acelasi timp, sistemele lor de functionare, de incalzire si racire, pardoselile lor pe picioruse (hipocaustum), incalzirile prin pereti si pardoseli duble, pe care le regasim abia spre finele secolului XX, evident avand si alte destinatii dar si construite cu materialele epocii noastre. Insa ideile constructive de atunci se pastreaza in mare masura si azi.

Iata de ce am considerat ca necesara o dezvoltare usor mai neobisnuita a acestui segment de curs. Practic, in aceasta sectiune vom gasi principalele date despre materialele utilizate pana spre industrializarea constructiilor din secolul al XIX -lea, principalele cai de obtinere a lor, cele mai multe dintre tehnicile de manevrar, transport, punere in opera si finisare. De asemenea sunt prezentate si cele mai indraznete rezolvari tehnico-edilitare: sisteme de incalzire, de aductiune de apa, de canalizare, de circulatie urbana si interurbana. In plus in acest segment de curs sunt prezentate o serie de rezolvari spatio-constructive tipice epocii respective, multe dintre ele recorduri constructive egalate abia in secolul trecut.

Topografia

Inca din momentul trecerii la constructia planificata pe baza unui proiect, intre faza de proiectare si cea de executie apare ca distincta faza cercetarii si ridicarii topografice. Principalele trei operatii ce definesc aceasta disciplina sunt:

Stabilirea directiilor

Masurarea distantelor

Estimarea inaltimilor

Geometrul egiptean ne este cunoscut prin texte administrative si funerare, dar si prin reprezentari, cel grec ne este familiar doar prin literatura; in schimb pentru topograful roman, susele sunt din nou numeroase.[2]

Cea mai mare parte a operatiilor topografice este descrisa de catre Heron din Alexandria, mai ales cele referitoare la probleme tehnice speciale (strapungerea unor tuneluri, calcului distantelor cu puncte inaccesibile), problemele curente ca de exemplu cele legate de aliniere nu sunt considerate de autor demne de a fi tratate[3]

Heron mentioneaza astfel utilizarea goniometrului pe care il denumeste "dioptra" Pentru operatiile simple "aparatele" topografului nu difera de cele utilizate in Eurapa rurala a inceputului de secol XX:

rigla gradata "canon-ul" 

sfoara qmh

echerul

sfoara cu doi tarusi, pentru trasarea cercurilor

Topograful roman se numea "agrimensor"; date despre acesta gasim atat in literatura pastrata (culegerea intitulata: "gromatici veteres" a lui Frontin) cat si realizarile practice materializate prin cladirile realizate.

Principalele inventii sunt 2 instrumente: groma si chorobate, complementare intre ele, ce permiteau implementarea unui edificiu, a unei cai de circulatie sau a unui apeduct.

Alinierea sau jalonarea unei liniii este prima si cea mai importanta dintre operatiile topografice. Prin aceasta operatie se traseaza axe si limite ale oricarei constructii. Se facea prin punerea sforilor pe anumite distante mai scurte sau prin plantarea unor jaloane-martori. Acest mod de trasare este foarte lesnicios pe teren plat dar se complica pe teren inclinat: este nevoie sa fie completata aceasta operatie cu tintiri inclinate mentinand jaloane intr-un acelasi plan vertical. Daca este nevoie si o masurare a terenului sau a distantele parcurse se faceau tintiri si masurari orizontale succesive in gradene. Aceasta metoda a agrimensor-ului se numea cultellatio.

Tintirea (vizarea) ortogonala este operatia goniometrica cea mai elementara dar si cea mai universala (des intalnita). Ea permite implantarea marii majoritati a cladirilor de plan rectangular (ortogonal). Actiunile componente ale tintiriii ortogonale curente sunt:

fie ridicarea unei perpendiculare pe o dreapta deja trasata

fie coborarea unei perpendiculare dintr-un punct

Aceste actiuni erau completate de altele de masurare a distantelor, acestea trbuind sa fie totdeauna sa fie masurate intr-un plan orizontal pentru a fi trasate pe o harta (un plan), denumita "forma".

Majoritatea masuratorilor vor avea la baza vizarile ortogonale

Instrumentul ce permita executarea celor 2 actiuni de mai sus era groma, echivalentul actualului echer optic (echer topografic).La Pompeii s-au gasit stele funerare ale unor agrimensori si care prezinta imagini ale acestui instrument. Tot aici s-a gasit o groma in cadrul sapaturilor arheologice, intr-un fost magazin de unelte si instrumente de pe via dell'Abbondannza din acest oras antic. Astfel acesta se compunea dintr-un picior avand un varf ascutit pentru infigere in pamant la partea inferioara. La partea superioara se gasea o cruce orizontala cu 4 brate perpendiculare egale, ce constituia echerul de directie. La capatul bratelor se atarna cate un fir cu plumb Aceste 4 fire sunt asa zisele "perpendicula" formand doua cate doua planurile de ochire. Pentru inlaturarea obstacolului care era piciorul, acesta din urma tinea echerul superior (crucea) printr-o consola laterala; pentru ca echerul sa pivoteze convenabil bratele sale erau mai lungi ca consola de fixare pe picior.Sub axul echerului se mai gasea un fir cu plumb cu care se potrivea instrumentul pe un jalon. Atunci cand solul o permitea groma se infigea in pamant; atunci cand solul era stancos se aplea la un fel de trepied sau sevalet.

Operatiunea se derula in trei timpi:

agrimensor-ul planta piciorul gromei

pozitiona prin pivotare a consolei echerului aducand firul cu plumb central la nivelul jalonului (bornei)

apoi pozitiona echerul in functie de axul principal sau axa de urmarit

Acest tip de instrument a fost foarte folosit in campaniile militare de catre "mensorii" militari ce trasau axele si aliniamentele marilor castre si orase militare. Fotografii aeriene recente demonstreaza marea precizie de trasare de atunci. Astefel se trasau mai intai cele 2 artere caracteristice: cardo si decumanus, dupa care se trasau seturi de trasee paralele si perpendiculare "decussis"-ul si se localizau prin raportare la cardo maximus si decumanus maximus. Tot asa se trasau limitele de regula rectangulare ale castrelor. Un model de oras de mare intindere si populatie, cu rol preponderent militar si de colonizare a fost Timgad-ul de azi (Thamugadi) in Algeria cele 2 directiii majore erau alese prin suprapunere cu punctele cardinale iar cele secundare erau trasate prornind de la un set de reguli si conventii. Un sistem de masura cu subunitati liniare si de suprafata functiona foarte bine (centurii, jugerum, actus quadrati, saltus)

Principlalul inconvenient al folosirii gromei ca instrument topografic era sensibilitatea ei la vant, trebuind sa fie mentinuta permanent in aceasi pozitie, fapt destul de anevoios si incert. Acest inconvenient a fost semnalat si de Vitruviu cu precadere pentru celalalt instrument, chorobate-ul. Avantajul gromei este faptul ca, datorita firelor cu plumb se pot face masuratori si pe un teren accidentat.

Ridicarea topografica (releveul), reprezinta operatia inversa trasarii si implantarii. S-a pastrat astfel fragmentar o ridicare topografica a Romei "Forma urbis" .

Celalt instrument folosit chorobate-lene este cunoscut datorita descrierii lui Vitruviu. El este complementul gromei. El este echivalentul de azi al nivelei si era se pare, realizat sub forma unei banchete contravantuite cu 4 picioare si avand parcticat un orificiu longitudinal in tablia ("regula") denumit "canalis". Lateral existau repere perpendiculare pe tablie ce trebuia sa coincida cu 2 fire cu plumb atunci cand instrumentul se gasea in pozitie perfect orizontala. In orificiu se introducea o tavita cu apa necesara atunci cand sub actiunea unor vanturi puternice firele cu plumb erau irelevante. Pentru utilizare se mai foloseau prajini de lungimi diferite daca terenul era accidentat si sfori legate de aceste prajin care apoi se raportau la chorobate. Potrivit lui Vitruviu acest gen de instrument masura 6 metri in lungime ceea ce par evident colosal si stanjenitor dar putem banui ca erau si instrumente de dimensiuni mai modeste.

Materialele de constructie

Piatra

2.1.1 Extragerea pietrei

Se poate face in mai multe feluri:

Direct de pe teren, prin culegere si eventual sortare - rezulta zidarii tesute fara mortare al carui echilibru depinde de tesere si greutatea blocurilor

Extragere din cariera

In aer liber, descoperita

In mina (sapatura), subterane

Tipuri de piatra in functie de duritate:

Foarte moale - calcare cretoase, gresii tufuri vulcanice moi

Moale

Semi solida

Solida

Tare

Rece (super tare) - marmure, granituri

Cateva roci utilizate si provenenta lor

De regula pentru locuinte si alte constructii modesete, cateodata pentru unele lucrari edilitare, pentru orsele militare - se folosea piatra cea mai la indemana, cea extrasa din carierele cele mai apropiate si de regula cea mai ieftina. In Italia - tufurile vulcanice, extrem de abundente sau calacarele, in proviniile cucerite cele mai usor de extras pietre

Pentru cladirile monumentale, reprezentative, indiferent de locatia lor, se utilizau pietre "nobile" din zona sau din import.

Cariera de suprafata

Se inlatura pamantul arabil, si un strat superficial de piatra roasa de intemperii

Se tracea apoi la extragerea propriu zisa a pietrei, facandu-se apel la stratigrafia pietrei si la fisurile naturale in care se introduceau dornuri metalice iar apoi odata fisurate, blocurile se ridicau cu leviere. De regula aceasta metoda era mai greoaie si mai rar folosita, datorita greutatii mari a blocurilor rezultate

Se folosea o alta metoda mai imbunatatita, si anume se trasau slituri (adancituri in piatra) desemnand astfel viitoare blocuri, slituri ce se adanceau cu spitul sau cu tarnacoape cu varf ascutit. Se realizau fetele laterale ale blocurilor dupa care se trasa"fundul" blocului . Apoi mai ales acolo unde stratigrafia venea in ajutorul debitorului de piatra, se introduceau sau se bateau dornuri (piroane) metalice si cu ajutorul levierelor se extragea blocul rezultat. Prin aceasta metoda marmura era economisita si prelucrarea blocului dura mai putin. Blocurile se dimensionau dupa necesitatile de utilizare in cadrul constructiilor.

Din cauza perisabilitatii materialului nu cunoastem daca se foloseau dornuri din lemn ce se udau; procedeul a fost si mai este si azi in anumite regiuni folosit si deci nu este exclus sa fi fost utilizat.

Se lucrau pe paliere, urmele palierelor ramanand si azi vizibile. Ambele metode au lasat martori mai ales in carierele odata incepute si apoi din diverse motive au fost abandonate.

De multe ori romanii doreau sa epateze lumea (atat pe proprii locuitori dar mai ales popoarele proaspat cuxcerite) prin abilitatile lor tehnologice, prin performantele tehnice ale monumentelor inaltate de ei, ajungand cateodata la anumite teribilisme cu iz propagandistic evident. Desi stiau sa compuna coloane din blocuri mai mici preferau sa extraga mega-blocuri de piatra ce urmau sa devina fusul monolitic al coloanelor vreunui monument deosebit. Putem si azi admira coloanele din porticul Panteonnului de la Roma cele de la Bazilaica Ulpiana (realizate ambele din granit) sua la templul lui Antonin si Fausta tot din Roma realizate cu marmura. Multe dintre aceste blocuri aveau 12 metri inaltime si cantarea cca 56 de tone. Modul de extractie era asemanator si se mai pot zari urmele vechilor cariere din Chemtou-Tunisia si mai ales cele din Sardinia si Sicilia (Selinunte).

Cariererele subterane (mine)

Atunci cand carierele de suprafata atingeau, mergand in jos, nivelul apelor freatice sau un alt obstacol sau pur si simplu filonul de piatra era intercalat de alte materiale fara utilitate, sau maia laes cand fundul carierei era prea jos pentru a mai putea fi scoase blocurile, se trecea la explatari subterane denumite "fossae" (galerii). Acest procedeu este mult mai putin productiv deoarece o mare parte din zacamant trebuie sa se constituie in tavanul galeriei si alte segmente devin inutilizabile pentru ca trabuie sa sustina tavanul galeriei.

Natura acestor galerii difera dupa materialul care se extrage, dupa stratigrafia sa geologica. Atunci cand aceasta are o configuratie orizontala cu statae stranse se practica o galerie scunda, corespunzatoare unei inaltimi de lucru, lasandu-se deasupra minimum unul sau doua strate neatinse. Cand dimensiunile galeriei cresc, se lasa stalpi din materialul peretilor galeriei sau in caz de fisuri se realizeaza stalpi din moloane. Se foloseau aceleasi tehnici ca in cazul carierelor exterioare cu mentiunea ca ultimului bloc I se aplicau dornurile pentru fata posterioara si nu cea inferioara. Atunci cand stratele erau foarte groase, se sapau practic spatii interioare de mari dimensiuni sustinute de stalpi masivi constituiti din piatra ne-excavata.Cateva astfel de exemple s-au pastrat in provincia Latium, unde tavanul parabusindu-se partial, au fost abandonate.

2.1.2 Transportul

De regula carierele se aflau mai sus (ca altitudine) decat locul punerii in opera. Totusi erau situatii cand extragerea se facea mai jos decat locul amplasarii blocurilor,

Pentru primul caz, sau cand nu intampinau declivitati in traseul blocurilor, acestea erau carate prin tractune umana sau animala pe anumite cai de circulatie pe care se puneau de regula busteni transversali peste care rulau blocurile sau se utilizau sanii din lemn si uneori se utilizau scripeti de franare (la coborarile accentuate). La Baalbek unde s-au transportat blocuri gigantice de 19 m x 4.34 m x 3.65m avand fiecare cca 800 tone s-au utilizat corzi, cabestane si 512 oameni "inhamati " la aceste moristi orizontale.

2.1.3 Taierea, uneltele

De multe ori blocurile erau pre-fasonate inca din cariera, din momentul extragerii; ca regula generala se obtineau blocuri cat mai apropiate de formele finale, astfel incat greutatea lor la transport sa un cantareasca mult si nici la ridicare si punere in opera.

Taierea se realiza mai intai prin trasarea cu creta a dimensiunilor si formelor blocurilor. Apoi se introduceau dornurile de metal; daca roca era dura , planul despicaturii realizate cu dornuri era destul de net. Taietorul dispunea ca unelte curente un echer, un ciocan taietor, un spit (tarnacop), o gradina, mai multe tipuri de dalti, etc. Uneltele gasite nu difera mult de cele contemporane . Pentru blocuri mari, se utilizau si ferastraie identice cu cele pentru lemn; cateodata pentru rocidure se utilizau pudre abrazive suplimentare (nisip). Ferastraiele erau actionate de 2 lucratori, iar stilul de taiere, de regula destul de nergulat impunea o finisare ulterioara sau ascunderea partii astfel taiate in masivul constructiei..

Distingem in mare 2 categorii de unelte: cele din faza initiala , de taiere: tarnacopul, ciocanul taietor - denumite de regula unelte de percutie lansata si cele de percutie asezata, din faza a doua,, daltile actionate de ciocane si barosuri.

Referitor la metodele de prelucrare finala a fetei pietrei, ele nu difera esential de cele cunoscute si utilizate si azi (pieptanare, martelare, buceardare, gradinare, polizare slefuire,etc) in forme regulate, rustice, bosaje cu sau fara bordura, cu caneluri (la fusul coloanelor).

2.1.4 Unitati de masura si control

In general pentru masuratori se utiliza rigla gradata (regula) Unitatea romana de masura a lungimii era piciorul roman.

Iata un tabel al multiplilor si submultiplilor piciorului roman cu echivantul actual in metri:

Alte instrumentede masurat

Echerele (normae) - erau din bronz serveau atat pentru masuratori, reglaje, verificarea ortogonalitatii si a orizontalitatea planului de asize. Un echer special, era realizat din lemn si servea drept indicator de nivel, avand un fir cu plumb atasat; ele aveau forma literei A.

Firul cu plumb (perpendiculum) servea la verficarea veriticalitatii.

Compasul (circinus) permitea trasarea cercurilor, dar si pentru a reporta anumite distante. Existau si compase de proportii ce permiteau reducerea sau marirea proportionala a unor marimi lineare.

2.1.5 Ridicarea si punerea in opera

Dupa Vitruviu se pare ca romanii n-au trebuit sa inventeze dispozitive de ridicare ci doar sa le preia de la greci (machinae tractores).

Cel mai simplu dispozitiv de ridicare utilizat a fost roata de scripete (orbiculus sau trochlea)

Probabil o inventie a unui marinar grec. Limita de ridicare a scripetelui este o greutate echivalenta cu cea a ridicatorului

Prima demultiplicare apare cu troliul. Manivela prin bratul ei mai lung decat raza tamburului de infasurare va usura efortul ridicatorului. Iata si formula troliului exemplificata pentru un troliu mic unde P = sarcina de ridict, L = lungimea manivelei, r = raza tamburului, F = forta exercitata si k = coeficientul de frecare

Iata deci ca se poate ridica o greutate de cca 3 ori mai mare decat efortul exercitat.

Singurul elemnet al troliului care lipsea in Antichitate era manivela: in acea vreme tamburul avea raze iesinde care ele erau actionate ceea ce conducea la miscari discontinui.

Vitruviu ne descrie si masini mai sofisticate de ridicat ce vor fi anexate sub forma de imagini reconstituite. Au existat si utilaje complexe de ridicat fusul coloanelor monolite

Procedee de prindere a blocurilor ce urmau a fi ridicate

Cu levierul (lupoaica- louve fr. )

Cu cepuri si franghii (anconnes)

Cu gheare- foarfeci (ferrei forfices)

Levierul

Se introduceau intr-o fanta lamele laterale tronconice apoi se imobilizau in bloc cu piesa dreptunchiulara mediana. Dupa aceea se introducea un piron transversal in gaurile aliniate , in plus se trecea si inelul pentru agatarea franghiei de ridicare. Fantele erau umplute cu un material similar, cu un mortar sau se ascundeau in constructie

Sistemul cu cepuri

Era mai nesigur si necesita prevederea de cepuri exterioare planurilor fetelor blocului care ulterior se razuiau. Era o metoda mai nesigura

Sistemul cu gheare

Foarfeca se lega la franghie si varfurile foarfecii -ghiarele se introduceau in mici ulucuri. Se folosea la blocuri de greutati mai reduse dar era mai rapid si elegant.

2.1.6 Calajul si fixarile in zid

O piatra de talie nu avea chiar toate fetele identic prelucrate: fetele superioara si inferioara erau executate cat mai netede si primeau fante pentru diverse dispozitive de fixare.Acestea se numesc patruri de astepatere. Fetele laterale ne vizibile aveau doar o bordura atent prelucrata asa zisul cadru de anathyroza

Pentru impingerea fina si calajul blocurilor se practicau fante unde se infigeau leviere sau prajini

Pentru prluarea unor eforturi orizontale si pentru mai buna stabilitate a zidurilor nelegate cu mortare se executau lacase de introducere aunor fixari metalice : agrafe, crampoane, gujoane - realizate din plumb topit. Pozitionarea unor agrafe mtalice solide era foarte dificila si de aceea s-a preferat saparea unor canale de turnarea plumbului topit pana spre fantele prevazute, dupa ce cele 2 blocuri suprapuse sau juxtapuse erau puse in opera si calate cu precizie.

ARGILA

Piatra este un material care nu se gaseste chiar peste tot. In regiunile de campie ea stee inexistenta. In epoca antichitatii dar si in evul mediu, piatra s-a regasit cu precadere in cadrul cladirilor cu rol defensiv, militar, unde erau necesare ziduri grele, greu de strapuns si la cladirile reprezentative, monumentale. Extensia rapida a statului roman si in zone fara acest material a condus la realizarea de cladiri si din alte materiale. In plus piatra era un material nobil, scump. Grosul localitatilor in antichitate era realizat fie din argila (cruda sau arsa) mai ales in zonele mai calde si aride fie cu lemn in regiunile nordice, bogate in material lemnos

Argila este si azi, in ambele variante unul dintre cele mai raspandite materiale de constructie pe glob. Chiar in mileniul al III-lea in sudul Moldovei se construiesc cladiri, vile chiar din chirpici sau bloguri de argila arse la soare ca material de structura sau de inchidere-compartimentare. Fondul construit din caramizi arse este pe primul loc in lume, inca si azi.

Argila cruda

S-a folosit sub mai multe forme:

Chirpici

Valatuci

Caramizi "arse" la soare

Primul sistem consta in a turna intr-un cofraj argila umeda care dupa intarire se lasa sa se usuce la soare, dupa ce in prealabil a fost bine batuta cu maiul

Al doillea sistem este asemanator cu primul doar ca argila se toarna peste un schelet di pari de lemn si nuiele impletite

Al treilea sistem consta in realizarea de caramizi cu ajutorul unei matrite din lemn; caramizile urmand a se inatri la soare. Zidul obtinut este legat cu mortar din argila mai rar din var gras

Mai exista o maniera ceva mai evoluata de cladire : este constructia cu schelet din lemn si umplutura din chirpici un fel de Fachwerk primitiv pe care literatura de specialitate in limba franceza il denumeste "pan de bois"

Argila esra degresata prin intermediul paielor sau altor vegetale (seminte, toavcaturi vegetale) care aveau si rolul de usoara armare. De altfel doar argilele grase se degresau deoarece la uscare crapau intens.

Amestecul apa argila se realiza inntr-un bazin ad hoc realizat din argila iansasi care era framantata cu picioarele. Vitruviu recomanda ca perioada de uscare toamna sau primavara pentru ca soarele sa nu usuce prea repede argila si sa-i provoace astfel fisuri.

Dimensiunnile caramizilor arse sau nu erau fie de 29.6x14.8 cm (formatul lidian) fie de 29.6x29.6cm (un picior patrat - se numeau tetradoron ) fie 37x37 cm (pentadoron)

Argila arsa

Pentru ardere degresantii folositi erau pe langa vegetale si nisipul. Cuptoarele pentru caramizi, tigle , olane erau similare cu cele ale olarului. Ele constau dintr-un corp principal de regula tronconic si suprateran, camera de ardere sub care se gasea focarul, unde se ardea material lemnos, seminte. Camera de ardere avea un orificiu- o usa unde se incarcau caramizile si dupa ardere se scoteau, usa fiind zidita in timpul arderii. Peste camera de ardere se puneau tigle de protectie lasand anumite canale de fum pentru incurasjarea arderii. Caramizile de la partea superioara nu se foloseau in constructii nefiind complet arse. Focarul avea si el o usita pentru introducerea combustibilului si comunica prin fante multiplecu camera de ardere. De jutr imprejurul camerei de ardere se realizau masive laterale cu rol izotermic din argila si pietre. Temperatura in focar, in functie de combustibil se ridica la cca 800 de grade iar la iesirea superioara avea cca 450 de grade, aceasta din urma fiind pragul inferior de ardere al argilei pentru a nu deveni pulverulenta.

Caramizile puteau fi smaltuite pe una din fete sau lasate brut, purtau de regula amprenta stampilei producatorului.

Mai exista si o alta metoda de ardere fara cuptor, la gramada constituind "capite" de caramizi la baza carora se lasau spatii de ardere. Procedeul este mai rapid pentru mari cantitati dar este ne-economic deoarece mari canntitati de caramizi neexpuse direct focului nu se ardeau corespunzator si erau aruncate.

Daca in primele secole de existenta caramida nu este atat de des folosita (cel mult la locuinte modeste) in epoca de expansiune a imperiului, si mergand pana in epoca bizantina si post bizantina caramida s-a raspandit tot mai mult fiind intrebuinatata la monumente reprezentaive, programe edilitare, chiar cladiri militare.

MORTARELE. VARURILE

Primul dintre liantii descoperiti se pare ca a fost ipsosul descoperit pe teritoriul Turciei acum 8000 de ani dar primii care l-au folosit ca sa lege blocuri de piatra au fost egiptenii acum 5000 de ani. Va trbui sa astepatm epoca elenistica pentru a revedea prezemnta liantilor in cladiri. Grecii desi au cunoscut varul si ipsosul le-au folosit exclusiv ca tencuieli si decoratii (stucaturi)

Rolul esential in dezvoltarea si propagarea mortarelor le-a revenit romanilor.

Varul (calx in latina) este obtinut prin arderea pietrei de calcar la cca 1000 de grade C obtinindu-se varul nestins Prin adaos de apa varul nestins se stinnge in hidroxid de calciu sau var stins

Iata si reactiile chimice:

Introducerea unor impuritati metalice si mai ales a argilei poate schimba esential proprietatile varului stins

Au existat 3 procedee de ardere in epoca romana (si in perioade mai recente):

Ardera in cuptoare- varnite

Arderea in gramezi deschise (capite) ambele procedee similare cu cele de la argila

Ardera pe camp, in exterior

Cuptoarele erau supraterane, conice, semisferice sau partial inngropate, folosind o denivelare.

Pentru ca varul se arde la o temperatura superioara argilei, aspectele legate de izolare termica si de tiraj erau mai atent tezolvate. De multe ori cuptoarele nu se construiau din alt material ci direct din piatra de calcar semanand oarecumva cu capitele. Varul trebuia ars un timp mai indelungat de la 3 la 7 zile in functie de volum, combustibil, zona climatica.

Pentru piatra de gips pentru a o transforma in ipsos timpul de ardere este mai scurt de cca 48 de ore si temperatura este mai scazuta.

In cazul ipsosului pietrele arse se macinau si se depozitau in amfore bine protejate de apa. Varul de asemenea se putea macina sau se ingropa langa locul constructiei sub forma de bulgari nestinsi ce urmau a se stinge odata ce constructia demara. Altori se pastrau in fose acoperite de pamant chiar cantitati de var stins.

Arderea in capite nu este atestata direct dar pare a fi fost folosita: se construiau capite din piatra de calcar si carbuni care ardeau cu flacara directa si ridicau astfel in centrul capitei tyemperatura repede si mult. Triajul ulterior (calcar, cenuse, carbune ) era anevoios.

Ultimul procedeu era si mai primitiv, fiind si azi paracticat in Iraq. Ea se preeaza doar la ipsos din cauza temperaturii scazute degajate. Se aliniau pietrele de ipsos pe o mare suprafata peste care se venea cu materialul combustibil care ardea ziler intregi foarte lent.

In functie de cantiatea de impuritati (argila - silicat de alumina) varurile se subimpart in urmatoarele categorii:

Varuri aeriene (cristalizarea- priza nu se realizeaza decat in prezenta oxigenului din aer)

Varuri grase var stins din calcar pur , maximum 1% argila

Varuri slabe var stins din calcar continannd cca 2-8 % argila

Varuri hidraulice (priza se face in mediu apos, umed - din varuri stinse continand calcar + argila >8%

La mai mult de 20% argila varul este inutilizabil

La > 35% roca obtinuta este moale si friabila

La > 50% argila - este o marna calcaroasa, plastica

La <30% calcar avem o marna argiloasa

Cimenturile romane desemneaza mai degraba un apareiaj , un sistem de realizare a zidurilor decat un mortar sau un liant.

Mortare utilizate

Vitruviu recomanda utilizarea nisipului de cariera sau de rau in detrimentul celui marin deoarece acesta din utma contine saruri daunatoare. eL recomanda in special utilizarea nisipului vulcanic - puzzolana, (pulvere puteolano) deoarece aceasta era cea care realiza cele mai hidraulice mortare, cu priza sub apa. Tot romanii au descoperit ca daca introducem in var argila pulbere (ceramica pudra de fapt) obtinem practic aceleasi rezultate. Romanii utilizau aceasta reteta mai ales pentru tencuielile lor impermeabile

Tehnicile de realizare ale mortarelor propriuzise nu difera deloc de cele intalnite pe santierele noastre.

Punerea in opera

Odata realizat , amestecul este purtat pe schele cu o troaca (o targa de mortar) si apoi u un fel de mistrie este asternuta intre moloanele ce alcatuiesc fetele zidariei Opus caementicium. Va urma priza indelungata de unnde prin inchegare (concretionare) apare termenul de zidarie inghegata (concretionata). Tot de aici apare denumirea engleza a betonului - concrete.. In final priza va duce la aparitia unei cruste de carbonat de calciu

Betonul roman = opus caementicium

Betonul roman se compunea catre exterior de 2 paramente exterioare realizate din moloane sau zidarie de caramida intre care se introducea mortar hidraulic cu agregate mai mari sau mai mici din spartura de paiatra. Paramentele puteau primi ulterior una sau mai multe tencuieli si vopsitorii sau un placaj. In epocile mai tarzii cand caramida ia mai multa amplaoare, se introduc la mai multe asize, randuri da caramizi de egalizare si de conlucrare a fetelor betonului.

Nu putem vorbi de beton roman (opus caementicium) decat daca miezul este astfel rezultat; multe cladiri prezinta intre 2 zidarii de parament o umplutura fara rol structural din balast de piatra nisp, ceva argila si nisip; acestea nu sunt constituoite din beton roman, ci arata maidegraba a un perete realizat in tehnica greceasca a emplectonului.

Esafodajele (schelele) - machinae scansoriae

Cele mai simple - cu capre

Esafodaje independente constituite din prujini verticale, transversale si diagonale, unele inadite atunci cand inaltimile erau mari

Esafodaje incastrate - similare ca principiu cu cofrajele glisante, - erau constituite din prajini transversale pe ziduri ce realizau poduri de lucru in console contravantuite de regula.

De multe ori se foloseau esafodaje incastrate pe o parte si independennte pe ceallalta parte

LEMNUL

Taierea

Prelucrarea

Asamblarea

APAREIAJE

Apareiajul megalitic

Apareiajul poligonal

Marele apareiaj patruunghiular (cvadrangular) (fundatii, ridicare)

Marele apareiaj la stalpi si coloane

Apareiaje mixte

2.5.6.1 Aparaiajul in tabla de sah

2.5.6.2 Opus africanum

2.5.6.3 Scheletul de lemn cu umplutura de zid

Micul apareiaj - fundatiile

Opus incertum

Opus reticulatum / quasireticulatum

Opus vittatum

Opus mixtum

Caramida Opus testaceum

Restaurari, reconstructii

Sisteme constructive de acoperire: arce si bolti

Arcul pe boltari

Arcul in retrageri succesive

Mecanica arcelor in retrageri si cu boltari

Contructia cintrelor; romanatele

Boltile bolta din zidarie

Bolti speciale

Sisteme de acoperire: sarpantele si planseele

Planseele si plafoanele

Sarpantele

Scarile din lemn

Finisajele

Invelitorile

Tencuielile

Tencuielile decorative: fresca, tempera

Stucaturile

Placajele

Mozaicurile parietale si de pardoseala

Alte pardoseli

Programele tehnice

Alimentarea cu apa

Eliminarea apelor uzate

Incalzirea: termele

Caile de comunnicatiile si edificiile edilitare