Duma György

 

Középkori kályhacsempe égetési körülményeinek utólagos meghatározása

 

Építőanyag 1956. 8. sz. 344-349 o.

 

            Az 1944-es háborús események következtében Budapest városának a Duna jobbpartján elterülő részei, főleg a Várhegy épületei erősen megrongálódtak. Nagyrészt rombadőlt és elpusztult az újabbkori királyi palota is, mely részben az idők folyamán többször átépített egykori királyi paloták maradványain épült fel.

A palota helyreállítási munkálatait megelőzően, ezen a területen 1946-52. években nagyarányú ásatási munkálatokat kezdtek, melyek során hatalmas leletanyag került felszínre. Az anyag feldolgozása azóta folyamatban van, de a munka befejezéséhez még évek kellenek.

A kerámiai anyag nagy része mázas kályhacsempék darabjaiból áll. Ennek az anyagnak a feldolgozása során a legfontosabb feladat a felszínre került töredékekből összeállított csempetípusok korrendi és műhely szerinti csoportosítása. Szorosan kapcsolódik a kérdéshez a felhasznált kerámiai anyagok és technológiák, sokszor ma már nem ismert eljárások tanulmányozása is.

A Budapesti Történeti Múzeum (Vármúzeum) felkérésére a fenti munkával kapcsolatban folyamatosan végzünk kémiai, fizikai és optikai vizsgálatokat. A vizsgálatok során gyakran kellett a kerámiai anyagvizsgálatoknál szokatlan, vagy esetleg eddig ismeretlen eljárásokat alkalmazni.

Ilyen eddig nem alkalmazott módszer az alábbiakban ismertetett is, melynél a máz és a cserép határfelületén létrejövő átmeneti réteg kialakulását használtuk fel középkori mázas kályhacsempék égetési idejének utólagos meghatározása.

A vizsgálatot a budai vár területén folytatott ásatási munkálatok során felszínre került V. László-kori kályhacsempék között jellegzetes típust képviselő, s már előzőleg más szempontból is vizsgált kályhacsempéken végeztük.

 

A minták leírása

 

A mintákat a Budapesti Történeti Múzeum (Vármúzeum) bocsátotta rendelkezésünkre.

Az említett típushoz tartozó kályhacsempék meleg fűzöld színű mázzal vannak borítva. Alakjuk négyzetes, hátsó kiképzésük dongás, előlapjuk áttört. Magasságuk 27 cm, szélességük 22,5 cm. A csempék hornyolt keretét mindkét oldalon egy-egy kúszólevelekkel díszített vímberga tagolja, alul egy-egy címeres konzollal. A középső részt orrtagokkal ellátott szamárhátív tölti ki. Ennek kúszólevelekkel díszített hátából három félköríves lezárású áttört rácsos ablak emelkedik (1. ábra.)

 

 

1. ábra.

 

 (2). Az e típushoz tartozó kályhacsempék alapanyaga vörösreégő agyag. A színes alapanyag az első díszített részeken mindig világos (fehér ?) engób réteggel van bevonva.

A kályhacsempe töredékeken a mázas felület legnagyobb részét még ma is fényes zöldszínű átlátszó máz alkotja. A máz mindenütt hajszálrepedéses, az alatta fekvő engób réteg erősen repedezett. A 2. ábrán (3) 15 X –ös nagyításban látható a csempe mázas felülete, az épen maradt máz alatt kivehetők az engób réteg jellegzetes „S” alakú repedései.

 

 

2. ábra.

 

 A felvételen több lágy kontúrral határolt sötét folt látható, melyek a mázban egyenlőtlenül eloszlott, kellően fel nem táródott réz-oxidszemcséket mutatják. Egyes helyeken a mázat a szivárgó vizek erősen megtámadták. Ezeken a részeken a máz felülete gyengén irizál, fémfényű, foltos, néhány helyen a felület korróziója miatt fedőhatású. A hajszálrepedések mentén a máz kivételesen a cserépig is lepusztult. A 3. ábrán a máz fénytelen fedőhatásúvá lett felülete látszik.

 

 

3. ábra.

 

A 4. ábrán 15 X –ös nagyításban mutatjuk a mázas felület erősen megtámadt feltöredezett részét. A felvételen a fehér színű részek a vörös színű cserepet mutatják, mely az engób réteggel együtt lepusztult máz helyén előtűnik.

 

 

4. ábra.

 

A máz azokon a helyeken, ahol közbenső engób réteg nélkül közvetlenül a cserépen fekszik, mint a dongás kiképzésű korongon készített hátlapon, csaknem mindenhol eredeti állapotban megmaradt.

 

A kályhacsempe alapanyagán végzett vizsgálatok összefoglalása

 

Az ásatások során felszínre kerülő kerámiák anyagában a szivárgó vizek hatására végbemenő oldódási és hidratációs folyamatok, oxidációs és redukciós hatások, valamint adszorbciós jelenségek jól megfigyelhető változásokat idéznek elő.

Ezért a vizsgált kályhacsempe anyaga sincs ma már eredeti állapotában. Részbeni átalakulását mutatja a hőfok függvényében felvett izzítási görbéje, valamint a dilatométeres vizsgálatoknál kapott hőtágulási görbének, a hidratációs átalakulásokra jellemző alakja! A cserép anyagában utólag felhalmozódott anyagok jelenléte kitűnik a cserép újraégetésekor bekövetkező, Pulfrich fotométerrel jól követhető színváltozásból is (5).

A kályhacsempe alapanyagának átlagos kémiai összetételét az I. táblázatban adjuk.

 

I. táblázat

SiO2

68,90 %

Al2O3

20,14 %

Fe2O3

6,14 %

TiO2

0,90 %

CaO

1,22 %

MgO

0,89 %

Izz. veszt.

1,13 %

SO3

0,29 %

 

99,61 %

 

A kályhacsempe alapanyagában a vékony csiszolatokon jól látható számos kvarcszemcse van. Az optikai és dilatométeres vizsgálatok egyaránt azt mutatták, hogy a szabad kvarc β kvarc formájában van jelen. A mikroszkópi vizsgálatoknál kitűnt, hogy a masszában a homokszemcséken kívül elég egyenletes eloszlásban e csempecsoportra jellemző samottszemcsék is vannak (5).

A csempe egyes részeit (főleg előlapját) borító engóbréteg vastagsága 100-400 mikron között változik. Mindig erősen repedezett, a repedések mázzal vannak kitöltve, az alapanyagban nem folytatódnak (5. ábra).

 

 

5. ábra

 

 Különösen a repedések mentén a felette lévő máz erősen feltárta az engób réteget, úgy, hogy azt vizsgálatokra elkülöníteni már nem lehetett.

A kályhacsempe alapanyagán végzett – itt nem részletezett – különböző fizikai és kémiai vizsgálatok eredményei alapján arra lehet következtetni, hogy a kályhacsempe alapanyagát SK 07 a (960º C) körül égethették ki (5).

 

A kályhacsempét borító máz vizsgálatainak összefoglalása

 

Mázak égetés előtti állapotának meghatározása a beégetett mázakon végzett kémiai elemzések alapján mindig sok bizonytalansággal jár, a mázban az égetés alatt végbement átalakulások miatt. Az ólmos mázak erősen feltárják a cserepet s így a vékony mázrétegek eredeti összetétele rendszerint erősen megváltozik. Irodalmi adatok alapján ismeretes, hogy a magas ólomtartalomnál, mint jelen esetben is, az égetés folyamán bekövetkező kismérvű ólomveszteséggel is számolni kell (6). Az ásatási anyagoknál a fentieken kívül a szivárgó vizeknek, - különösen a savakban részben oldódó ólmos mázakra gyakorolt – oldóhatása is számottevő lehet.

Ezért, hogy a hibalehetőségeket az adott körülmények között legkisebbre csökkentsük, a csempe mázával kapcsolatos vizsgálatainkhoz csak a láthatólag épen megmaradt (fényes) és viszonylag vastag mázrétegeket használhattuk fel. Kivételesen kis helyeken, sarkokban összefolyt 4-5 mm vastag rétegeket is lehetett találni. Az ilyen helyekről lefejtett, körülcsiszolt és optikai vizsgálatok alapján egységesnek elfogadható mázdarabkákat használtuk fel elemzési célokra. A csempéről lefejtett máz fajsúlya 5,90 volt.

A kályhacsempét borító zöldszínű máz kémiai összetételét az elemzési adatok alapján az alábbi II. táblázatban adjuk.

 

II. táblázat

SiO2

18,50 %

Al2O3

ny.

Fe2O3

0,96 %

PbO

76,70 %

CuO

3,38 %

TiO2

-

CaO

ny.

MgO

ny.

 

99,54 %

 

A fenti máz olvadási viszonyait percenként 10 Cº hőmérsékletemelkedés mellett laboratóriumi elektromos kemencében határoztuk meg. A máz magas ólomtartalma miatt már 720 Cº-nál az olvadás kezdeti jelét mutatja. 760 ºC felett hirtelen megolvad, vízszintes felületen tükörfényes felülettel elterül; 850 Cº felett viszkozitása annyira csökken, hogy függőleges felületekről teljesen lefut. A máz beégetésére eszerint a legmegfelelőbb hőmérséklet 800 Cº körül van (SK 014 a015 a). Lényegesen alacsonyabb hőmérsékleten, mint ahogy a csempék alapanyagát kiégették.

A II. táblázatban ismertetett kémiai összetételből kiindulva több mázat készítettünk azzal a céllal, hogy a további kísérletek egy részénél az eredeti mázat helyettesítsük.

Az eredeti mázat jól megközelítette kémiai összetételében és fizikai sajátságaival a III. táblázatban közölt egyszerű fazekasmáz, melyet frittelés után használtunk.

 

III. táblázat

19,0 %

homok

77,0 %

ólom-oxid

0,5 %

kaolin

3,5 %

réz-oxid

100,0 %

 

 

Az átmeneti rétegek kialakulásának vizsgálata

 

Ismeretes, hogy a mázak a tűzben az alattuk lévő cserepet részben feltárják és így a máz és cserép közötti kezdetben határozott határfelület helyett, mindinkább folyamatos átmenet az ún. átmeneti réteg alakul ki. A feltáródás különösen nagy szokott lenni az alacsony olvadáspontú ólmos mázaknál, amilyen a vizsgálat tárgyát képező kályhacsempét is borítja (6. ábra).

 

 

6. ábra.

 

A máz és cserép említett kölcsönhatását a mázas felületre merőlegesen készített mikroszkópi vékonycsiszolatokon (keresztcsiszolatokon) lehet a legjobban tanulmányozni, ezért a további vizsgálatok kiértékelésére mi is ezt a módszert alkalmaztuk.

A vizsgált középkori kályhacsempe mázához igen közelálló az előzőekben ismertetett (III. táblázat) mázat használtuk kísérleteink egy részéhez, mivel a kályhacsempéről leválasztott mázból csak igen kis mennyiség állt rendelkezésünkre. E mázzal és az eredeti cseréppel kapcsolatosan kialakuló átmeneti rétegek jellegének és az azt befolyásoló tényezők megismerésére számos kísérletet végeztünk.

A vizsgálatoknál azt tapasztaltuk, hogy az átmeneti rétegek kialakulását döntően befolyásolta ugyanazon máz és alapanyag esetében az alapanyag felülete, porozitása, a máz beégetésének hőfoka (ezzel kapcsolatban a máz viszkozitása), az égetés ideje, valószínűleg kisebb mértékben a máz nyers vagy frittelt volta és a mázas felület helyzete. A mázréteg vastagságának befolyása nem volt észrevehető.

Kísérleteinknél az is kitűnt, hogy ugyanazon alapanyag és máz használata esetében azonos égetési körülmények között az átmeneti rétegek jellege mindig hasonló lesz. Ha tehát a hőmérsékletet állandónak vesszük és az alap és máz azonos, úgy a máz és cserép határfelületén lévő feltáródás lényegesen csak az égetés idejétől függ.

A fenti vizsgálatok tanulságai alapján megvizsgáltuk az átmeneti rétegek kialakulását, illetőleg változását az eredeti cserépre újonnan felvitt máz, valamint az eredeti mázas felületek újraégetésével kapcsolatban is.

Vizsgálatainkhoz leginkább valamely leírt típusú kályhacsempe dongás kiképzésű hátlapjából való mázas töredékek feleltek meg, egyrészt a mázréteg ép és helyenként vastag volta, másrészt a sok bizonytalanságot jelentő engóbréteg miatt. További előnye az is volt, hogy így kísérleteinkhez nem kellett a csempék díszített homlokzati részéből semmit sem feláldozni.

A kályhacsempe dongás kiképzésű hátlapjából való mázas darabot próbatestek céljára felapróztuk s a darabok egy részéről a mázréteget eltávolítottuk. Így elértük, hogy a vizsgálatnál a mázas és mázatlan darabok alapanyaga minden szempontból azonos volt. A mázatlan darabok simára csiszolt felületére a II. táblázatban ismertetett összetételű, a vizsgálat tárgyát képező csempetípusból származó eredeti mázat vittük fel. Néhány mázatlan próbatestet a III. táblázatban közölt, az előbbi mázhoz közelálló összetételű mázzal vontuk be.

Mivel a máz olvadási viszonyaira vonatkozó vizsgálatokból már kitűnt, hogy a kályhacsempék mázas égetése eredetileg 800º C körül lehetett, a próbatestek újraégetésére is ezt a hőmérsékletet választottuk.

Az előzőek szerint lemázolt, valamint azokat a darabokat, melyekről a mázat nem fejtettük le 800 Cº állandó hőmérsékleten növekedő időtartammal elektromos kemencében kiégettük.

Az átmeneti rétegek állandó hőmérsékleten való kialakulását, ill. változását mikroszkópi csiszolatokon vizsgáltuk.

A vizsgálat tárgyát képező kályhacsempe alapanyagából és általunk felvitt eredeti mázból álló próbatestek égetésekor kialakuló átmeneti rétegeket mikroszkópi csiszolatokról készített felvételek alapján a 7-10. ábrákon szemléltetjük.

 

 

7. ábra.

 

A 7. ábrán a mázat 800 Cº-nál éppen megolvadt állapotában látni. Amikor a máz a vízszintes helyzetű lapon tükörfényes sima felülettel kiolvadt, az alapot még alig tárta fel. A 8. ábra 800Cº hőmérsékleten 0,5 órai égetés után mutatja a kialakuló átmeneti réteget.

 

 

8. ábra.

 

 A felvételen jól látni, hogy a feltáródás nem egyenletes. Az ilyen szelektív feltáródás a porózus és heterogén alapanyagoknál kezdetben mindig tapasztalható (7). A 9. ábrán ugyanazon a hőfokon két óra múlva kialakult réteget látni.

 

 

9. ábra.

 

 A feltáródás már egyenletesebb és az átmeneti réteg kialakulása már előrehaladottabb állapotban van. A felvételen látható sötét színű réteg a csiszolatokon, a vörös színű alapanyag és a felette lévő zöldes máz keverékszínében látszik. A 10. ábrán az előzőekkel azonos körülmények között négy óra alatt kialakult átmeneti réteget látni.

 

 

10. ábra.

 

 Alul a cserép színénél sötétebb barna csík húzódik, felül a cserép és máz keverékszínéből kialakult diffúz réteg lefelé fokozatosan megy át egy szürkészöld színű rétegbe.

A kályhacsempe anyagára felvitt III. táblázatban közölt, az eredeti mázhoz közelálló összetételű máz beégetésekor 800 Cº-nál ugyancsak négy óra alatt kialakult átmeneti réteget a 11. ábra szemlélteti.

 

 

11. ábra.

 

 A réteg jellegű és színeződés ugyanaz, mint a 10. ábrán látható mintáé.

Az eredeti mázas cserép 800 Cº-nál való újraégetésekor a meglévő átmeneti réteg további alakulását vizsgálva azt tapasztaltuk, hogy a 10. ábrán szemléltetett jellegű és színű rétegek már egy órai égetés után kialakulnak, amint az a 12. ábrán látható.

 

 

12. ábra.

 

 A mázas cserép újraégetésekor kialakuló – 12. és 10. ábrán bemutatott – átmeneti rétegek egyezése még a fekete-fehér reprodukciókon is jól kitűnik.

 

Összefoglalás

Vizsgálat alá vettünk egy jellegzetes típust képviselő V. László-kori kályhacsempét abból a célból, hogy utólag megközelítőleg meghatározzuk egykori mázas égetésének hőfokát és időtartamát. A vizsgálathoz, az égetés folyamán a cserép és máz kölcsönhatásával létrejövő átmeneti rétegek kialakulását használtuk fel.

Meghatároztuk a kályhacsempe alapanyagának és mázának kémiai összetételét, a máz fajsúlyát és olvadási viszonyait. Jelen munkához felhasználtuk a mázas kályhacsempével kapcsolatban már korábban végzett vizsgálataink eredményeit is. Ez utóbbiak alapján tudjuk, hogy a csempe első (nyers) égetése 960° C körül volt, a mázas égetés hőfoka azonban, a máz olvadási viszonyait tekintve 800 C°-nál magasabb nem lehetett.

Az átmeneti rétegek kialakulását beható vizsgálat alá vettük, s e célra a vizsgált csempét borító mázhoz igen közelálló kémiai összetételű és fizikai sajátságokat mutató mázat állítottunk össze. A máz és cserép égetés alatti kölcsönhatásának tanulmányozására számos mikroszkópi csiszolatot készítettünk.

Megállapítottuk, hogy az átmeneti rétegek kialakulását állandó hőfokon azonos alapanyag és máz esetében, lényegesen csak az égetési idő befolyásolja.

Vizsgálat tárgyává tettük 800 C° állandó hőmérsékleten, a kályhacsempe alapanyagából és az általunk újólag felvitt eredeti mázból álló próbatesteken növekedő égetési idővel kialakuló átmeneti rétegeket. Ugyancsak megvizsgáltuk hasonló körülmények között az eredeti mázas kályhacsempe darabok átmeneti rétegének további alakulását is.

A kísérletek azt mutatták, hogy az eredeti mázzal újonnan mázolt cserépdarabokon négy óra alatt kialakult átmeneti réteggel azonos jellegű átmeneti réteg, az eredeti mázas cserépdarabok újraégetésekor hasonló körülmények között már 1 óra alatt kialakult. Eszerint a kályhacsempék mázas égetése, a máz fizikai tulajdonságai alapján feltehetőleg 800 C° hőmérsékleten, - 2,5 – 3 óráig tarthatott.

Ez közelítőleg megfelel a még ma is használt nyíltlángú fazekas kemencék égetési körülményeinek.

 

Irodalom

  1. Az 1946-56. évben a budai vár területén Gerevich László által vezetett ásatásokról: a) Archeologiai Értesítő 1952., b) Budapest I. ker. topográfiája.
  2. Budapest Régiségei XVIII. Holl Imre tanulmányából, a Vármúzeum engedélyével közölve. Molnár János felvétele.
  3. A tanulmányban közölt 2-12. ábrák a szerző felvételei és csiszolatai.
  4. Makó Péter elemzése.
  5. A Budapesti Történeti Múzeum (Vármúzeum) részére 1956. évben az V. László-kori kályhacsempék vizsgálatáról adott részletes kutatási jelentés.
  6. W. Henze: Glasuren, 1951. 5. o.:

PbO-SiO2 elméleti összetétel: 77,63 PbO-20,51 SiO2

PbO-SiO2 az üvegben talált: 75,05 PbO-24,77 SiO2

  1. J. W. Mellor: Trans. Ceram. Soc. 1935.

A szerző a máz oldóhatására megállapítja, hogy az „… a porózus masszáknál mindig szelektív hatású”… Kísérleteinknél ezt inkább a heterogén összetételű anyagoknál tapasztaltuk.

 

 

Vissza Duma György cikkeinek listájához

 

Vissza a főoldalra

.