Գիտական ուսումնասիրությունը վերլուծում է Հռոմեական կայսրության Զագուան-Կարթագենի ամենամեծ հիդրավլիկ կառույցի նյութերը՝ բացահայտելով, թե ինչպես են շինարարները հարմարեցրել իրենց շաղախների բանաձևերը՝ կախված դրանց նպատակից՝ քարերը կապելու կամ ջրամեկուսացնելու համար։
Պորտուգալացի հետազոտողների խումբը գիտական ուսումնասիրություն է անցկացրել այն շաղախների վերաբերյալ, որոնք շուրջ երկու հազարամյակ պահպանել և երեսպատել են Զագուան-Կարթագենյան ջրմուղը, հայտնում է Planet Today-ը: npj Heritage Science ամսագրում հրապարակված արդյունքները բացահայտում են հռոմեացի ինժեներների և նրանց հաջորդների մտածելակերպի եզակի կողմերը՝ ցույց տալով արդյունավետությանը հասնելու գիտակցված ձգտումը։ Նյութի բաղադրությունը միտումնավոր փոփոխվել է՝ կախված այն բանից, թե այն կատարել է կառուցվածքային, թե երեսպատման գործառույթ:
Կարթագենի ջրմուղը սովորական կառույց չի եղել: Դրա երկարությունը կազմել է 132 կիլոմետր, ինչն այն դարձրել է Հռոմեական կայսրության կողմից իր ժամանակաշրջանում կառուցված խոշորագույն ջրմուղը: Շինարարությունը, որը սկսվել էր Ադրիանոս կայսեր հրամանով՝ մ.թ. 128 թվականին Կարթագեն կատարած նրա այցի ժամանակ և ավարտվել էր մոտ մ.թ. 162 թվականին, նախատեսված էր նախևառաջ Անտոնինոսյան բաղնիքները ջրով ապահովելու համար:
Ըստ հաշվարկների՝ այն օրական կարող էր տեղավորել մինչև 25,000 խորանարդ մետր ջուր: Դա պարզապես ջրանցք չէր, այլ հզորության ցուցադրություն և ինժեներական արվեստի հաղթանակ: Այսօր դրա ավերակները շինարարության պատմության բաց գիրք են, որի էջերը գրվել են հռոմեացիների, բյուզանդացիների, Հաֆսիդների ժամանակաշրջանի արաբների և ժամանակակից վերականգնողների կողմից:
Հետազոտությունը սկսվել է մի վարկածից. պատմական շինարարները և մասնավորապես հռոմեացիները, օգտագործել են տարբեր տեսակի շաղախներ՝ սյուների բլոկները միմյանց ամրացնելու և ջրատար խողովակի ներքին մակերեսը պատելու համար: Շաղախի բանաձևը որոշվել է ըստ դրա գործառույթի: Սա ստուգելու համար Ֆերնանդա Կարվալյուի և Ժուան Պեդրո Վեյգայի ղեկավարությամբ հետազոտողները հավաքել են շաղախի 40 նմուշ ջրմուղի ավերակների տարբեր կետերից՝ բարձրադիր հատվածներում:
Նրանք դասակարգել են այդ նմուշները՝ իրենց գործառույթին համապատասխան ձևով՝ կառուցվածքային (կապակցման կամ լցման համար) կամ երեսպատման (մակերեսները, հատկապես ջրատար խողովակների ներքին մասը պատելու համար): Այնուհետև նրանք նմուշները ենթարկել են մի շարք հետազոտությունների՝ կիրառելով չքայքայող կամ նվազագույն միջամտությամբ մեթոդներ՝ առաջնահերթություն տալով հենց նմուշների պահպանմանը:
Քիմիական անալիզը բացահայտել է հստակ միտում: Կառուցվածքային գործառույթ իրականացնող շաղախներում սիլիցիումի պարունակությունն ավելի բարձր է եղել, քան երեսպատման նյութերում, նշվում է հետազոտության մեջ: Պարզ ասած՝ կրող կառուցվածքների համար նախատեսված շաղախներն ավելի «ավազոտ» են եղել: Սիլիկահողը (ավազի հիմնական բաղադրիչը) ապահովում է ծավալային կայունություն և մեխանիկական ամրություն՝ հատկություններ, որոնք անհրաժեշտ են բեռնվածքներին դիմակայող նյութի համար:
Ընդհակառակը, երեսպատման շաղախները, հատկապես նրանք, որոնք պատում են ջրատար խողովակների ներքին մակերեսը, ունեցել են այլ բաղադրություն: Ինչպես բացատրում են հեղինակները՝ ջրատար խողովակների երեսպատման դեպքում շաղախները մշակվել են մանրացված խեցեղենի հավելումով՝ հիդրավլիկ հատկությունները բարելավելու և նյութի ջրակայունությունն ապահովելու համար: Այդ մանրացված խեցեղենը, որը հնում հայտնի էր որպես opus signinum կամ cocciopesto, փոխազդում է կրի և ջրի հետ՝ առաջացնելով մի նյութ, որը կարծրանում է նույնիսկ խոնավ պայմաններում՝ դառնալով ավելի ամուր և անթափանց: Սա կատարյալ լուծում էր ջրմուղում արտահոսքերը կանխելու համար:
Օպտիկական մանրադիտակով դիտարկումը հաստատել է այս տարբերությունները: Երեսպատման շաղախները, որպես կանոն, ավելի թեթև էին և ավելի համասեռ՝ խեցեղենի բեկորների և նույնիսկ փայտածխի ավելացմամբ (վերջինս, հնարավոր է, օգտագործվել է գույնը փոխելու համար կամ որպես հավելանյութ): Ավելի մուգ գույն ունեցող կառուցվածքային շաղախները դրսևորել են ավելի մեծ ծակոտկենություն և միկրոճաքեր, ինչը, հավանաբար, կապված է դրանց քսման եղանակի հետ, որն ավելի սակավ է եղել, քան երեսպատման շաղախների դեպքում:
Ջերմային անալիզը (նմուշների տաքացումը և դրանց քաշի փոփոխությունների չափումը) թույլ է տվել հաշվարկել «հիդրավլիկության ինդեքսը»: Ժամանակակից կամ վերջերս կատարված վերականգնումների ընթացքում ստացված շաղախները դրսևորել են «օդային» բնույթ (կարծրանում են օդում), մինչդեռ բազմաթիվ պատմական նմուշներ, հատկապես ջրատար խողովակներից վերցվածները, դրսևորել են ընդգծված հիդրավլիկ բնույթ: Ժամանակակից նմուշներից մեկը նույնիսկ ցույց է տվել պորտլանդցեմենտի հանքաբանական բաղադրություն, ինչը հաստատում է դրա ժամանակակից ծագումը:
Ամենահետաքրքիր արդյունքներից մեկն այն է, որ, չնայած գործառույթների տարբերությունների բացահայտմանը, չի հաջողվել գտնել շինարարության պատմական ժամանակաշրջանների հետ կապված բնորոշ օրինաչափությունը:
Ջրմուղի պատմությունը լի է տարբեր իրադարձություններով. այն մասնակիորեն ավերվել է վանդալների և արաբների կողմից, վերականգնվել բյուզանդացիների կողմից, վերափոխվել Հաֆսիդ սուլթանների կողմից՝ Թունիսը ջրով ապահովելու համար և վերջապես, դարձել է ամրացման ժամանակակից աշխատանքների օբյեկտ:
Մշակման տարբեր մեթոդների նման համադրումը, դարերի ընթացքում հումքի աղբյուրների հնարավոր փոփոխականության հետ մեկտեղ, դժվարացնում է յուրաքանչյուր ժամանակաշրջանին (հռոմեական, միջնադարյան, ժամանակակից) եզակի «քիմիական ստորագրություն» վերագրելը: Պահպանվում է բաղադրատոմսի գործառութային տրամաբանությունը, այլ ոչ թե ժամանակային մարկերը:
Հետազոտության եզրակացության մեջ նշվում է, որ Զագուան-Կարթագենյան ջրմուղի վեհությունը կայանում է ոչ միայն դրա մասշտաբների, այլև ամենապարզ նյութերի՝ շինարարական շաղախի հմուտ օգտագործման մեջ։
Հռոմեացիները և հաջորդող շինարարները փորձնական ճանապարհով հասկացել են նյութերի հատկությունները։ Նրանք գիտեին, որ քարերն իրար ամրացնելու համար անհրաժեշտ է ավազով հարուստ, կայուն և ամուր շաղախ։ Նրանք նաև գիտեին, որ ջրատար խողովակի ջրամեկուսացման համար առանցքային նշանակություն ունի մանրացված խեցեղենի ավելացումը՝ հիդրավլիկ գործընթացները ակտիվացնելու համար։
Այս հետազոտությունը արժեքավոր գիտելիքներ է տալիս հուշարձանի ապագա վերականգնման համար։ Ելակետային նյութերի բաղադրության և վարքագծի ըմբռնումը կարևոր է վերականգնմանը խելամիտ մոտեցում ցուցաբերելու և համատեղելի նյութեր օգտագործելու համար՝ երաշխավորելով, որ հռոմեական ինժեներական մտքի այս հազարամյա վկայությունը կշարունակի դիմակայել ժամանակին։ Ջրմուղը, իր քարե լռության մեջ, շարունակում է խոսել։ Եվ այժմ, գիտության շնորհիվ, մենք կարող ենք ավելի լավ հասկանալ նրա նյութական լեզուն։
