Giả thuyết mới về gạch tháp chăm (2)

1 Giả thuyết chất kết dính gạch Tháp Chăm “ Tưởng nhớ Lê Văn Chỉnh, người thực nghiệm xây Tháp với kỹ thuật mài chập gạch dầu rái” Tác giả : Arc Lê Trí Cơng Tác giả chân thành cảm ơn nhà nghiên cứu Hồ Xuân Tịnh góp ý chỉnh sửa viết Keyword : Chất kết dính Chăm , Chất kết dính Champa , Champa mortar,Champa resin Champa bricks; Campa bricks; Gạch Chăm ;Gạch Tháp Chăm ;Gạch Champa, Gạch Chàm Đà Nẵng 05 2021 Chất kết dính gạch Chăm bí ẩn trăn trở nhà nghiên cứu trăm năm qua Có nhiều nghiên cứu thực nghiệm kết cịn tranh luận Qua q trình nghiên cứu, chúng tơi mạnh dạn trình bày giả thuyết 1.Mở Đầu Bài viết đề cập đến chất kết dính viên gạch thân Tháp chăm Chất kết dính móng, chi tiết hoa văn mái, phần tường tường Tháp chất kết dính Tháp Po De Rome nằm ngồi phạm vi nghiên cứu Các nghiên cứu chất kết dính gạch Chăm 2.1 Theo Ngơ Văn Doanh (1978) chất kết dính gạch Chăm nhựa xương rồng 2.2 Theo Trần Kỳ Phương, chất kết dính gạch Chăm dầu rái (1980) 2.3 Theo Awawrenczak Skibinski (1987) chất kết dính gạch Chăm dung dịch đất sét 2.4 Theo Lê Văn Chỉnh (nguyên cán Bảo tàng tỉnh Quảng Nam - người nghiên cứu kết cấu viên gạch chất kết dính Chăm suốt gần 20 năm – ơng 2005 nghèo khó), chất kết dính gạch Chăm dầu rái xây gạch phương pháp “mài – chập” Ơng xây dựng mơ hình Tháp chăm Po Glong Gơrai thu nhỏ nhà hàng Apsara (khoảng năm 2000) mơ hình Tháp Bằng An khu du lịch Suối Lương (2004) 2.5 Theo Trần Bá Việt (Đền tháp Champa bí ẩn xây dựng- nhà xuất xây dưng – 2007), chất kết dính gạch Chăm nhớt ô dước với kỹ thuật “mài – chập”, riêng Tháp Po De Rome hỗn hợp vữa dầu rái, vôi , cát Nhớt ô dước thực thành phần tách từ hợp chất ô dước gồm năm thành phần: thứ vôi (vơi sống, vỏ nghêu sị, san hơ nghiền vụn…); thứ hai cát; thứ ba chất kết dính gồm nhớt ô dước, mật ong, nhựa dây tơ hồng, mật đường, v.v.; thứ tư giấy dó thứ năm than hoạt tính( PGS – TS Phạm Đức Mạnh) 2.6 Theo nghiên cứu thực nghiệm viện nghiên cứu Lerici (Trường Đại học Bách khoa Milano- Italia), dầu rái chất kết dính gạch Chăm (qua thực nghiệm cho thấy dầu rái kết dính tốt nhớt dước) Các thành phần hai viên gạch Chăm qua phân tích thực nghiệm 3.1 Nghiên cứu viện VLXD Bộ XD ( Trần Bá Việt - Đền tháp Champa bí ẩn xây dựng- nhà xuất xây dưng – 2007).1 Thành phần chất bột viên gạch có thành phần giống bột gạch hàm lượng Sio2 thấp (trungbình%wt:Sio2=62,12Al2O3=17;Fe2O3=6,19;CaO=2,08;MgO=2,55;MKN=6,34;∑=96,28 ; xem chi tiết bảng 3.3 trang 204, 205 ) , có lớp màng hữu màu đen song hàm lượng q nhỏ khơng phân tích Dự đốn nhựa Bời Lời , Ơ Dước Giữa viên gạch kết dính , có vết xước trùng khớp – chứng tỏ mài chập Trần Bá Việt (Đền tháp Champa bí ẩn xây dựng- nhà xuất xây dưng – 2007) Hình a b 3.2 Nghiên cứu thực nghiệm viện nghiên cứu Lerici (Trường Đại học Bách khoa Milano- Italia) năm 2000 Lấy mẫu thành phần viên gạch nhóm Tháp A,D, E , G thí nghiệm DIS, Politecnico Milan c Hình c cho thấy vết xước trà xát Hình So sánh quang phổ hồng ngoại ( FT-IR ) lớp lấy viên gạch ( mầu đỏ ) aromadendrene( chiết xuất từ dầu rái ) màu đen *Kết luân : Nghiên cứu thực nghiệm thực vật liệu lấy mẫu từ Tháp Mỹ Sơn cho phép tuyên bố rằng: - viên gạch nung nhiệt độ 900 ° C, - khơng có vơi sử dụng cho vữa liên kết chặt chẽ viên gạch, - mối nối viên gạch mỏng đến mức khơng có độ ẩm dường xâm nhập từ bên - tiếp xúc viên gạch thực diện nhựa tự nhiên, - khớp mỏng dường giúp tăng sức mạnh khối xây viên gạch mềm có độ bền thấp, - phát triển sinh học ảnh hưởng mức độ thấp nhiều phân rã tường ban đầu với khớp chặt chẽ so với tường sửa chữa nơi vữa xi măng sử dụng , - nhựa tự nhiên dễ dàng thay nhựa đến từ Dầu Rái Ballio G., Baronio G., Binda L., “First Results on the Characterisation of Bricks and Mortars from My Son Monuments”, Int Conf./Workshop: Conserving the Past – An Asian Perspective of Authenticity in the Consolidation, Restoration and Reconstruction of Historic Monuments and sites, Hoi An and My฀ Sơn, Vietnam, 25/2–3/3/2001, pp 204-213, 2001 4 3.3 Nghiên cứu thực nghiệm viện nghiên cứu Lerici (Trường Đại học Bách khoa Milano- Italia) năm 2011 Hình Phổ hồng ngoại khớp nối từ: Mỹ Sơn (MSG A MSG B), Đường Long (DLC R1), Khương Mỹ (KMN R1 KMC R1) Bình Lâm (BL R1 BL R2) *Kết luận : Các phân tích quang phổ rõ ràng cung cấp thông tin sau - Nhựa Dầu rái (dipterocarpol) bao gồm thành phần dễ bay (được đại diện lớp aromadendrene) người Chăm sử dung khớp nối ( chất kết dính viên gạch ) - Đối với khớp nối, đáng ngạc nhiên quang phổ rõ ràng trình tạo chúng, nhựa trộn với vật liệu phải chứa chuỗi polymethylene dài Các dấu hiệu tồn hóa chất bổ sung quan sát thấy số mẫu, chưa thể phân biệt liệu chúng có nguồn gốc từ công thức khác hay phân hủy nguyên liệu ban đầu Luigi Brambilla1 ; Paola Condoleo2 ; Sara Perego2 ; Giuseppe Zerbi1 ; Luigia Binda2 Politecnico di Milano, CMIC, Milan, Italy; Politecnico di Milano, DICA, Milan, Italy ;Experimental study on the infl uence of the environment on the properties of vegetal resins used in the conservation of Cham temples in Vietnam Qua phân tích thí nghiệm thành phần viên gạch ( chất kết dính gạch Chăm ) tóm tắt sau: - Có bột gạch với thành phần hóa học giống viên gạch ( SiO2 thấp ) - Có chất nhựa hữu Dầu rái ( đại diện lớp Alloaromadendrene) 4.1 Nhựa Dầu rái ( đại diện lớp Alloaromadendrene) - Alloaromadendrene có cơng thức C 15 H 24 sesquiterpenes (C 15 ) nằm nhóm lớp Terpenoid Terpenoit hydrocacbon có tự nhiên tạo nhiều loại động thực vật Chúng phân loại dựa đơn vị năm cacbon (isoprene) làm khối xây dựng chúng, đánh số 55.000 phân tử phát Các tecpen khác bao gồm hemiterpenes (C5), monoterpenes (C10), sesquiterpenes (C15), diterpenes (C20), sesterterpenes (C25), triterpenes (C30) polyterpenes (> C30) Terpenoid dễ bị oxy hóa với chất oxy hóa Khi phân hủy nhiệt hầu hết Terpenoid tạo isoprene *Nhựa thông diterpenes (C20) lão hóa sau 16 tháng Hình Từ xuống phổ hồng ngoại tương ứng với 16 tháng q trình lão hóa nhựa thông diterpenes (C20) (a: axit 7-oxodehydroabietic, b: axit 15hydroxydehydroabietic, c: axit 15-hydroxy-7oxodehydroabietic) Ageing of resin from Pinus species assessed by Infrared Spectroscopy Victịria Beltran1 , Nati Salvadó* , Salvador Butí1 , Trinitat Pradell2; Patrick Dietemann,4 Moritz Ka1lin,4 Stefan Zumbu1hl,‡ Richard Knochenmuss,*,§ Stefan Wu1lfert,‡ and Renato Zenobi*,§ A Mass Spectrometry and Electron Paramagnetic Giả thuyết thảo luận chất kết dính gạch Chăm *Triterpenoid (C30) (nhựa Dammar), nhân đôi sesquiterpenes (C 15 ), bị lão hóa , oxy hóa suy giảm sau 25 năm Hình Phổ khối lượng ion hóa / khử hấp thụ laser vecni 25 năm tuổi tự nhiên (trên) mastic (dưới) P Dietemann 1, M Kälin, S Zumbühl, R Knochenmuss, S Wülfert, R Zenobi A mass spectrometry and electron paramagnetic resonance study of photochemical and thermal aging of triterpenoid varnishes Affiliations expand PMID: 11354495 DOI: 10.1021/ac000754w - Khơng có hợp chất hữu giữ nguyên tính chất sau 1000 năm điều kiện mơi trường Chất kết dính hữu aromadendrene (sesquiterpenes (C 15 ) - chiết xuất từ dầu rái ) suy giảm sau vài chục năm , liên kết giữ viên gạch phải chất lại xoay quanh thành phần bột gạch ( xem thêm ).6 4.2 Chất kết dính từ bột gạch Có loại chất kết dính vơ từ cổ đại đến Geopolymer (gốc Canxit ) Geopolymer ( gốc Kaolinit ).Việc khơng có Ca thành phần viên gạch, nên liên kết vô Geopolymer ( gốc Kaolinit ) 4.2.1 Geopolymer7 Thuật ngữ "geopolymer" Davidovits đưa vào năm 1970 Tiền tố “địa lý” chọn để biểu thị mối quan hệ cấu thành chất kết dính với vật liệu địa chất, đá tự nhiên / khoáng chất Geopolymer polyme khống thủy tinh polyme vơ có cấu trúc giống vật liệu zeolitic tự nhiên Trước đây, trình hình thành geopolymer sử dụng nguyên liệu nguồn đất sét (ví dụ cao lanh cao lanh nung) sản phẩm phụ cơng nghiệp (ví dụ xỉ tro bay) Ngun liệu tiền chất đóng vai trị quan trọng việc hình thành geopolymer Nguyên liệu nguồn cung cấp silic (Si) nhôm (Al) cho phản ứng dung dịch chất hoạt hóa kiềm Hàm lượng Si Al nguyên liệu gốc hòa tan dung dịch chất hoạt hóa kiềm sau trùng hợp để tạo thành khung Si-O-Al-O cao phân tử mà trở thành chất kết dính Cơng thức chung Geopolymer : Mn {− ( SiO 2) z  – AlO } · w H O Laure Mamy, Dominique Patureau, Enrique Barriuso, Carole Bedos, Fabienne Bessac, Xavier Louchart, Fabrice Martin-laurent, Cecile Miege & Pierre Benoit ; Prediction of the Fate of Organic Compounds in the Environment From Their Molecular Properties: A Review https://doi.org/10.1080/10643389.2014.955627 J Davidovits ; GEOPOLYMERS Inorganic polymerie new materials ; Anal.Chem.2001, 73, 2087-2096 *Phương pháp loại trừ : Hình Các sơ đồ Geopolymer dựa số lượng đơn vị siloxo Si-O 4.2.2 Geopolymer chế tạo từ bột gạch * Có tiền chất quan trọng chế tạo Geopolymer : -Tiền chất Metakaolin Xử lý nhiệt kaolinit ( có thành phần sét làm gạch hay bổ sung ) dẫn đến biến đổi pha tinh thể thành pha vơ định hình phản ứng thành phần hoạt động xác định cường độ cuối geopolyme Việc xử lý nhiệt thường thực nhiệt độ khoảng 550-800 ° C ( MK750 ,tốt 750°C ) kèm với khử hydroxoxylation ion hydroxyl bị giới hạn mạnh lớp cấu thành Al -Tiền chất Aluminosilicates (Al2O3 SiO2 ) Phổ XRF cho thấy bột gạch thải bao gồm 58,8% SiO2, 19,6% Al2O3, 5,7% Fe2O3, 6,9% CaO, 2,8%, MgO, 2,9% K2O 1,5% Na2O ( tùy gạch lấy mẫu ) cho thấy phù hợp tiền chất hỗn hợp geopolymer Phân tích XRD cho thấy thạch anh (SiO2) hợp chất chiếm ưu (26%), albit (NaAlSi3O8S8) muscovite (KAl2(AlSi3O10)(OH)2) có mặt với 13% hợp chất, hematit, microcline, orthoclase, illite, diopside akermanite tìm thấy với số lượng thấp 5% Hàm lượng pha vô định hình 28% Mohd Mustafa Al Bakri Abdullah, Liew Yun Ming, Heah Cheng Yong and Muhammad Faheem Mohd Tahir Additional information is available at the end of the chapter Clay-Based Materials in Geopolymer Technology; http://dx.doi.org/10.5772/intechopen.74438 Hình Phản ứng kaolinit mơi trường kiềm (vịng trịn màu xám biểu thị nhóm bên hydroxyl nhơm) Hình Hình thành lớp silicat thay nhơm metakaolin sau bị công dung dịch NaOH - Sự hình thành geopolyme liên quan đến phản ứng hóa học biến đổi phần hồn tồn vơ định hình aluminosilicates thành mạng polymer ba chiều Phản ứng geopolymerization tỏa nhiệt Dưới môi trường kiềm mạnh, nguồn aluminosilicate hòa tan thành đơn vị tứ diện SiO4 AlO4 mà sau tham gia vào trình polycondensation Sự cơng hóa học kaolinit bề mặt cạnh tiếp tục lớp bên cấu trúc (Hình 7) Các lớp silicat thay Al hình thành vị trí Al biến dạng cấu trúc biến dạng thành vị trí Al phối hợp tetra sau bị hydroxit kiềm cơng (Hình 8) Davidovits đề xuất chế phản ứng (Hình 9) Các aluminosilicates phản ứng dung dịch silicat kiềm tạo geopolyme với xương sống Si-O-Al Nói chung, chế geopolymerization tương tự cho tất loại 10 Hình Sơ đồ hình thành Geopolymer Hình 10 Đồ họa hình thành Geopolymer 11 Hình 11 Các đường cong nhiệt lượng vi sai geopolyme phục hồi 20 ◦C, 40 ◦C, 60 ◦C 80 ◦C Hình 12 Ảnh SEM geopolyme 20 ◦C, 40 ◦C, 60 ◦C 80 ◦C Jan Fortˇ a,b,∗, Radimír Novotny´ b, Eva Vejmelkováa, Anton Trník a ;c , Pavla Rovnaníkovád, Martin Keppert a, Vojtech ˇ Pommer a, Robert Cern ˇ y´ a ; Jan Fortˇ a,b,∗, Radimír Novotny´ b, Eva Vejmelkováa, Anton Trník a,c , Pavla Rovnaníkovád, Martin Keppert a, Vojtech ˇ Pommer a, Robert Cern ˇ y´ a ; https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2019.10.019 - Người chăm dung hỗn hợp bột gạch có bổ sung Metakaolin(Kaolanh, sét trắng nung chung với gạch), thành phần SiO2 bột gạch viên gạch thấp viên gạch xây , giã nghiền siêu mịn ( cỡ hạt khoảng µm, hạt cát cối giã tương ứng với bi nghiền máy nghiền bi phịng thí nghiệm ) - Kích hoạt kiềm đun nóng hỗn hợp nước với Hàn The ( Hàn The – người Chăm gọi [Mu] ) Hàn The tan nước nóng tạo acid Boric (H3BO3) chất kiềm mạnh Natri hydrocid (NaOH) theo công thức: Na2B4O7 + 7H2O = H3BO3 + NaOH ) *Ghi : - Cỡ hạt Geopolymer tham khảo thêm : 10 - Điều thú vị giới thời điểm Kalan Chăm ( tk 6,7 ) xác định cơng trình cổ dùng chất kết dính Geopolymer di tích Tiahuanaco (Tiwanaku / Pumapunku), Bolivia 11 Đền cổ Kailasa Nathar ( Kanchipuram, Tamil Nadu , Ấn Độ) 12 , kim tự Tháp Giza tranh cãi Kết luận Giả thuyết đưa :     Có hai chất kết dính tồn viên gạch Chăm Chất kết dính hữu Dầu Rái (chiết xuất Alloaromadendrene - sesquiterpenes (C 15)).Có tác dụng liên kết tức khối xây suy giảm sau vài chục năm Chất kết dính vơ Geopolymer ( gốc Kaolinit ) Liên kết hình thành sau liên kết tồn đến ngày Người chăm chế tạo Geopolymer cách dùng hỗn hợp (giã siêu mịn sau nhiều tuần ) bột gạch có bổ sung sét trắng( nung chung với gạch ) đun nóng hỗn hợp nước với Hàn The 10 Christine Isabella (PhD Student) Grant C Lukey, Hua Xu and Jannie S.J van Deventer ; The Effect of Aggregate Particle Size on Formation of Geopolymeric Gel ; http://dc.engconfintl.org/advanced materials/9 11 https://www.geopolymer.org/ /tiahuanaco-monuments / 12 https://awesomeplaces2see.wordpress.com/ /ancient / 12 4.2.3 Giả thuyết cách chế tạo Geopolymer người Chăm ... dính viên gạch thân Tháp chăm Chất kết dính móng, chi tiết hoa văn mái, phần tường tường Tháp chất kết dính Tháp Po De Rome nằm phạm vi nghiên cứu Các nghiên cứu chất kết dính gạch Chăm 2.1 Theo... nghiên cứu kết cấu viên gạch chất kết dính Chăm suốt gần 20 năm – ông 2005 nghèo khó), chất kết dính gạch Chăm dầu rái xây gạch phương pháp “mài – chập” Ông xây dựng mơ hình Tháp chăm Po Glong Gơrai... Doanh (1978) chất kết dính gạch Chăm nhựa xương rồng 2.2 Theo Trần Kỳ Phương, chất kết dính gạch Chăm dầu rái (1980) 2.3 Theo Awawrenczak Skibinski (1987) chất kết dính gạch Chăm dung dịch đất sét