Stability of Treatment from Earth-Based Mortar in Conservation of Stone Structures in Tanais, Russia

Identification of materials, masonry elements, their shapes, physical and mechanical parameters and type of connection is crucial for the conservation works related to ancient masonry structures. In the case of the archaeological site where the research was carried out (Tanais in Russia), some irregular masonries made of limestone and earth-based mortar were stated. Such type of structures is a common finding during the archaeological excavations in the Black Sea basin carried out by the Division of Fundamental of Building of the Civil Engineering Faculty of the Warsaw University of Technology in cooperation with the Institute of Archaeology of the University of Warsaw and the Antiquity in Southeastern Europe Research Center. The structure of such walls is degraded to a large extent, has low strength, internal cohesion and, as a result—low durability. At the same time, due to their historical importance, proper conservation, as well as the development of the whole methodology for selecting the best composition of earth-based mortar, is of great importance. Presented in the article, research on earth-based mortars were carried out to determine the best way to strengthen them, using cement (creating an earth-based mortar stabilized with cement with the most appropriate recipe) and other substances available in the region where conservation works are carried out not only to improve the durability physical and mechanical parameters but also to achieve the desired esthetic effect in the form of a suitable tone together with the compatibility of repair mortar with the substrate and constitutes the primary stage of creating the whole methodology of selecting a proper composition of earth-based mortar for the conservation of ancient stone structures. In this stage, four criteria were taken into consideration: mechanical (compressive strength test), conservation (compatibility, reversibility, color, texture and surface profile), durability (freeze–thaw test, the appropriate finish of the surface, shrinkage, workability) and technological one (application of materials, technology and techniques available at the conservation area). Applied treatment was evaluated in the next two years of the conservation works. Parameters of repair earth-based mortar stabilized with cement fulfilled all of the above-mentioned requirements

Zalety zastosowania skaningu laserowego w badaniach zabytków architektonicznych na przykładzie stanowisk archeologicznych w Egipcie i Rosji

Every conservation works related to an ancient masonry structures should be preceded by an appropriate diagnostic. This should be understood as geometrical survey and various tests, which results with a proper analysis of the structure, identification of materials, technologies and techniques used during construction. The effective tool which could be used in this field is 3-D laser scanning. The digital image obtained as a result of scanning could be a proper base for a preservation programme, as well as help for creation of a precise digital models for a structural analysis. The examples of 3-D laser scanning application presented in the article are diagnostic works carried by the Division of Fundamentals of Building, Warsaw University of Technology, with the cooperation of Warsaw University, at the archaeological sites in Alexandria, Egypt and in Tanais, Rostov, Russia. Based on this works some most important advantages of laser scanning in identification, diagnostics and preservation of ancient architectural monuments was stated.Wszelkie działania konserwatorskie dotyczące starożytnych konstrukcji murowych powinny być poprzedzone dokładną diagnostyką. Można tutaj wyróżnić działania pomiarowe i różnorodne badania, mające na celu dokładną inwentaryzację analizowanej struktury oraz identyfikację materiałów, technologii i technik użytych w procesie wykonania, które często są współcześnie zapomniane, niestosowane lub zupełnie nieznane. Właściwa interpretacja otrzymanych wyników może przyczynić się do opracowania skutecznego programu konserwatorskiego, mogącego zawierać nie tylko działania zabezpieczające i wzmacniające, ale również rekonstrukcje, zarówno rzeczywiste jak i wirtualne. Efektem tych działań może być również stworzenie wirtualnego obrazu zabytku, zawierającego wszystkie dane o nim. Może to przyczynić się do zachowania zagrożonych obiektów światowego dziedzictwa kulturowego w rzeczywistości wirtualnej. Skutecznym narzędziem do tego typu diagnostyki jest skaning laserowy. Obraz numeryczny uzyskany ze skaningu, z wielością danych, które zawiera, jest podstawa stworzenia skutecznego programu konserwatorskiego, a także daje możliwość wykonania dokładnych, numerycznych modeli badanych konstrukcji, wykorzystywanych w obliczeniach statyczno-wytrzymałościowych. Może być również podstawą dokładnych wizualizacji i rekonstrukcji wirtualnych obiektu. [1]. Przykładem zastosowania skaningu są działania diagnostyczne prowadzone przez Zespół Budownictwa Ogólnego i Zrównoważonego Rozwoju Politechniki Warszawskiej, we współpracy z Uniwersytetem Warszawskim, na wykopaliskach w Aleksandrii w Egipcie i w Tanais pod Rostowem w Rosji

Numeryczna weryfikacja drewnianych zabudowań grodu z wczesnej epoki żelaza w Biskupinie

Biskupin is one of the most recognizable archaeological site in Poland and Central Europe. The origins of the excavations dates back to year 1934 and had lasted almost continuously until 1974. In the framework of the grant from the Ministry of Culture and National Heritage interdisciplinary team of scientists from Archaeological Museum in Biskupin and Warsaw University of Technology performed multi-dimensional analysis of the settlement. Based on the integrated vector documentation, resulting from the photographic documentation, numerical models of structural systems of main types of buildings and defensive rampart were prepared. The aim of the analysis was a verification of the earlier findings of archaeological and architectural researches. The analysis allowed to verify both the arrangement of individual parts of structure of buildings, their work and the interconnection, as well as the possible dimensions of the individual components.Jednym z najbardziej spektakularnych osiągnięć przedwojennej polskiej archeologii było odkrycie grodu z przełomu epoki brązu i wczesnej epoki żelaza w Biskupinie, stanowisko 4. Podstawowymi drewnianymi konstrukcjami kształtującymi zabudowę tego terenu były zewnętrzne ulice, falochrony, mury obronne, ulice wewnętrzne i budynki gospodarcze. Gród został zniszczony i odbudowany dwukrotnie podczas swojego istnienia. Badania dendrochronologiczne dowodzą, że większość materiału drewnianego użytego do budowy budynków ze starszej fazy osady została wycięta w latach 739-736 p.n.e. W ramach grantu Ministra Kultury i Dziedzictwa Narodowego interdyscyplinarny zespół naukowców z Muzeum Archeologicznego w Biskupinie i Politechniki Warszawskiej przeprowadził wielowymiarową analizę zabudowy. Na podstawie zintegrowanej dokumentacji wektorowej, powstałej w oparciu o dokumentację fotograficzną, opracowano modele numeryczne układów konstrukcyjnych głównych typów budynków zarówno z etapu starszego, jak i młodszego oraz wału obronnego. Celem badań była identyfikacja i weryfikacja układów i rozwiązań konstrukcyjnych, określenie parametrów geometrycznych elementów tworzących układ konstrukcyjny wykorzystywany w budynkach kultury łużyckiej w Biskupinie jak i konstrukcji wału obronnego. Kolejnym celem była ocena wpływu warunków gruntowych na pracę konstrukcji nośnej analizowanych budynków. Ponadto oceniano wpływ niektórych rozwiązań konstrukcyjnych, takich jak wpływ sumików na sztywność przestrzenną budynku, wpływ ciągłości zabudowy i wpływ półpiętra na nośność wyboczeniową słupa wewnętrznego. Analizy przeprowadzono na modelu budynku przedstawionym w literaturze(Rys. 2), a także zrekonstruowanym na podstawie zachowanej dokumentacji

Approach to conservation of irregular stone masonry based on archaeological excavations in the Black Sea basin

The article presents and describes the methodology of conservation of masonry structures that are architectural monuments discovered as part of the work carried out during archaeological excavations. The authors' experiences presented in the article result from many years of cooperation between the Faculty of Civil Engineering at Warsaw University of Technology, the National Museum in Warsaw and the Antiquity of Southeastern Europe Research Center at the University of Warsaw. Examples of preserved masonry structures come from excavations located in the Black Sea area - from the archaeological site in Tyritake in Kerch on the Crimean Peninsula and Tanais near Rostov-on-Don in Russia. Works on masonry structures located in the area of archaeological excavations are characterized by a unique specificity covering both formal issues, resulting from international standards and agreements regulating the conservation of historic buildings, as well as technical and environmental issues. The basic technical issues include ensuring the safety of further excavation works, protection of masonry structures against the destructive effects of atmospheric conditions and preparing the structure for possible exhibition in archaeological parks organized on the site of excavations. Environmental issues relate to local, social and economic conditions. The article presents the procedures that should be used in the conservation of these types of structures and presents the specific technological and material solutions used in the presented objects

Prace konserwatorskie w miasteczku archeologicznym w Tanais w latach 2016-2019

The article presents and describes the methodology of the conservation of stone structures that are architectural monuments discovered as part of the work carried out during archaeological excavations in Tanais. The authors’ experiences presented in the article result from many years of cooperation between the Faculty of Civil Engineering at Warsaw University of Technology and the Antiquity of Southeastern Europe Research Centre at the University of Warsaw. Examples of preserved masonry structures come from an excavation in Tanais near Rostov-on-Don. Works on stone structures located in the area of archaeological excavation are characterised by a unique specificity covering both formal issues, resulting from international standards and agreements regulating the conservation of historic buildings, as well as technical and environmental issues. The primary technical issues include ensuring the safety of further excavation works, protection of masonry structures against the destructive effects of atmospheric conditions and preparing the structure for possible exhibition in archaeological parks organized on the site of excavations. The article presents the procedures that should be used to conserve this type of structure and the specific sustainable technological and material solutions used in the shown objects.W artykule przedstawiono i opisano metodologię konserwacji zabytkowych murów kamiennych będących zabytkami architektury odkrytych w ramach prac prowadzonych podczas wykopalisk archeologicznych w Tanais. Doświadczenia autorów przedstawione w artykule są wynikiem wieloletniej współpracy Wydziału Inżynierii Lądowej Politechniki Warszawskiej z Ośrodkiem Badań nad Starożytnością Europy Południowo-Wschodniej Uniwersytetu Warszawskiego. Przykłady zachowanych konstrukcji murowanych pochodzą z wykopalisk w Tanais koło Rostowa nad Donem. Prace przy obiektach kamiennych zlokalizowanych na terenie wykopalisk archeologicznych charakteryzują się wyjątkową specyfiką obejmującą zarówno kwestie formalne, wynikające z międzynarodowych norm i umów regulujących konserwację zabytków, jak również kwestie techniczne i środowiskowe. Do podstawowych zagadnień technicznych należy zapewnienie bezpieczeństwa dalszych prac wykopaliskowych, zabezpieczenie konstrukcji murowanych przed niszczącym działaniem warunków atmosferycznych oraz przygotowanie konstrukcji do ewentualnej ekspozycji w parkach archeologicznych organizowanych na terenie wykopalisk. W artykule przedstawiono procedury, jakie należy zastosować w celu konserwacji tego typu konstrukcji oraz rozwiązania technologiczne i materiałowe zastosowane w omawianych obiektach

Conservation of irregular stone masonry in Tanais in Russia

The article presents and describes the conservation of masonry structures at archaeological site in Tanais near Rostov-on-Don in Russia. The authors' experiences presented in the article result from many years of cooperation between the Faculty of Civil Engineering at the Warsaw University of Technology and the Centre for Research on the Antiquity of Southeastern Europe at the University of Warsaw. Works on masonry structures located in the area of archaeological excavations are characterized by a unique specificity covering both formal issues, resulting from international standards and agreements regulating the conservation of historic buildings, as well as technical and environmental issues. The basic technical issues include ensuring the safety of further excavation works, protection of masonry structures against the destructive effects of atmospheric condition and preparing the structure for possible presentation in archaeological parks organized on the site of trenches. Environmental issues relate to local, social and economic conditions. The article presents the procedures that should be used in the maintenance of antique irregular masonry and presents the specific technological and material solutions used in the example objects

Conservation of irregular stone masonry in Tanais in Russia

The article presents and describes the conservation of masonry structures at archaeological site in Tanais near Rostov-on-Don in Russia. The authors' experiences presented in the article result from many years of cooperation between the Faculty of Civil Engineering at the Warsaw University of Technology and the Centre for Research on the Antiquity of Southeastern Europe at the University of Warsaw. Works on masonry structures located in the area of archaeological excavations are characterized by a unique specificity covering both formal issues, resulting from international standards and agreements regulating the conservation of historic buildings, as well as technical and environmental issues. The basic technical issues include ensuring the safety of further excavation works, protection of masonry structures against the destructive effects of atmospheric condition and preparing the structure for possible presentation in archaeological parks organized on the site of trenches. Environmental issues relate to local, social and economic conditions. The article presents the procedures that should be used in the maintenance of antique irregular masonry and presents the specific technological and material solutions used in the example objects

Materiały polimerowe wykorzystywane do konserwacji zabytkowych konstrukcji kamiennych

In this review, authors discuss the pre-requisites to be fulfilled for the preservation of stone monuments, referring both to the selection of appropriate materials (compatibility principle) as well as to the repair process itself. Since ancient times, a wide range of natural and synthetic polymers has been employed for stone recovery purposes. The paper presents the examples of most commonly used polymeric materials along with recent trends in conservation of stone materials.W artykule o charakterze przeglądowym przedstawiono zasady obowiązujące przy konserwacji zabytków z kamienia, odnoszące się zarówno do doboru odpowiednich materiałów (zasada kompatybilności), jak również samego procesu naprawczego. Opisano szeroką gamę polimerów naturalnych i syntetycznych stosowanych w celach rekonstrukcyjnych oraz główne trendy w konserwacji zabytków kamiennych. zabytkowe konstrukcje kamienne, konserwacja, polimery naturalne, polimery syntetyczne