Properties of Roman bricks and mortars used in Serapis Temple in Bergama

Abstract

Roma döneminde Bergama'da inşa edilmiş olan Serapis Tapınağı (KızılAvlu) günümüze kadar ulaşmış önemli dünya kültür varlıklarındandır. Tapınağınkorunarak gelecek kuşaklara aktarılması ancak, yapıyı oluşturan malzemelerinbozulmasına yol açan kaynakların kontrol altına alınması ve özgün malzemelerininözelliklerinin bilinerek, koruma çalışmalarında bunlarla uyumlu çalışacakmalzemelerin kullanılması ile mümkün olabilir.Bu çalışmada, Serapis Tapınağı'nın inşasında ve sonraki dönem eklerindekullanılan tuğlaların, harçların ve sıvaların özellikleri o dönemlerin malzemeteknolojisini belirleme amacına yönelik olarak incelenmiştir.Bu kapsamda, toplanan tuğla, harç ve sıvaların; temel fiziksel ve mekaniközellikleri, ham madde kompozisyonları, puzolanik aktiviteleri, mineralojik, kimyasalve hidrolik özellikleri laboratuvar analizleri ile belirlenmiştir.Yapıda kullanılan tuğlaların; düşük yoğunluklara ve gözenekli bir yapıyasahip oldukları, üretimlerinde ham madde olarak, düşük miktarlarda kalsiyumiçeren kil kullanıldığı ve pişirilme sıcaklıklarının 900 ºC'yi geçmediğini tespitedilmiştir.Roma ve Bizans dönemi harç ve sıvaları yüksek basınç dayanımlarınasahip, düşük yoğunlukta ve gözenekli malzemelerdir. Buna karşılık, 1940'lı yıllardakionarımlarda kullanılan harçlar mekanik özelliklerini tamamen yitirmiştir.Roma ve Bizans dönemi harçları hidrolik özelliğe sahiptir. Harçlarda, aynımineralojik ve kimyasal özelliklere sahip doğal puzolanik agregalar kullanılmıştır.Bizans harçlarında, doğal pozzolanların yanısıra, puzolanik tuğla kırıkları dakullanılmıştır. Bizans dönemi harçlarında, neden pozzolanik tuğla kırıkları, doğalpozzolanlarla birlikte kullanıldığı açıklanamamasına rağmen, bu kullanım, Bizansharçlarının Roma harçlarından ayırt edilmesini sağlamaktadır.1940'lı yıllarda yapılan restorasyon çalışmalarında kullanılan harçlar,kireç ve çimento kullanılarak üretilmiştir. Çimento kullanımı nedeniyle bu harçlarmekanik özelliklerini yitirmişlerdir.Bu çalışmanın sonucu, onarım malzemelerinin özgün malzemelerle uyumluve özgün malzemeye zarar vermeyecek özellikteki malzemelerden seçilmesigerektiğini göstermiştir.

Serapis Temple, which was constructed in the Roman Period and reachedour present time, is one of the most important monuments of the world heritage. Wemust hand over this monument to next generations. This requires the identification ofthe characteristics of original construction materials and their deterioration problemsfor preventive measures.In this study, characteristics of bricks, mortars and plasters used in theSerapis Temple have been determined in order to have the necessary information ofthe characteristics of the intervention materials, which will be used in theconservation works of the temple. For this purpose, Roman, Byzantine andintervention bricks, mortars and plasters were collected for the laboratory analysis.Several analyses were carried out to understand their basic physicalproperties, microstructural features, and mineralogical and chemical compositions.Experimental results of the study indicated that Roman and interventionbricks are low dense and high porous. Raw materials used in their manufacturingwere calcium poor clays and their firing temperatures did not exceed 900ºC.Roman and Byzantine mortars and plasters are stiff, compact, low denseand high porous materials. They have high compressive strength values. But,intervention mortars are not stiff and compact and they have very low compressivestrength.The mortars used during the late restoration works (1940) weremanufactured by using lime and cement. Due to the use of cement, they contain ahigh amount of soluble salts compared to the Roman and Byzantine ones.The results of this study indicated that intervention materials should becompatible with the original materials and they will not give any damage to theoriginal ones. This requires knowing about both the composition and physicalproperties of original materials as well as the problems of deterioration.