Analytical investigations on mudbricks from a Middle Imperial building from Nora (Sardinia). Composition, production process and mechanical properties

The archaeological excavation, directed by the Department of Cultural Heritage of the University of Padova, of a Middle Imperial building located east of the forum of Nora (Pula, Sardinia), provided evidence of collapsed mudbrick walls. The target of the present research is the analysis of the characteristics of mudbricks, throughout a multi-analytical approach integrating archaeometric investigations (transmitted light optical microscopy and X-Ray Powder Diffraction) and mechanical compression tests performed at the laboratories of the Department of Geosciences and of the Department of Civil, Environmental and Architectural Engineering of the University of Padova. Unfortunately, post-depositional events caused the substantial mechanical disaggregation of mudbrick walls to such an extent that they were hardly distinguishable within the clayish matrix constituting the archaeological deposit. This represented the main issue of the research as the analyses were limited to only two sufficiently cohesive mudbricks. The experimental outcomes highlighted that both the analysed elements were produced by mixing local clays with an abundant sand fraction. Then they were sundried or, possibly, heated in ovens at low temperatures. Mechanical tests indicated an unconfined compressive strength of about 1.8 MPa, which can be considered compatible with the construction of a two-storey building. The investigations provided useful data for the possible reconstruction of raw materials and production process of mudbricks in Roman Sardinia, and of their use in low-rise buildings. Lo scavo archeologico di un complesso di età medio-imperiale situato a E del foro di Nora (Pula, Sardegna), diretto dal Dipartimento di Beni Culturali dell’Università di Padova, ha restituito attestazioni di muri in mattone crudo in stato di crollo. L’obiettivo della presente ricerca è l’analisi delle caratteristiche dei mattoni crudi attraverso un approccio multi-analitico che integra indagini archeometriche (microscopia ottica a luce trasmessa e diffrazione delle polveri ai raggi X) e prove meccaniche di compressione eseguite presso i laboratori del Dipartimento di Geoscienze e del Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Architettura dell’Università di Padova. Sfortunatamente, una serie di eventi post-deposizionali ha causato la sostanziale disaggregazione dei muri in crudo, tanto da renderli difficilmente distinguibili all’interno della matrice argillosa che costituisce il deposito archeologico stesso. Questo fatto ha costituito il problema principale della ricerca, dato che le analisi sono state limitate a due soli elementi di mattone crudo sufficientemente coesi. I risultati delle analisi hanno dimostrato come entrambi gli elementi analizzati siano stati prodotti miscelando argille locali con un’abbondante frazione sabbiosa smagrante. I mattoni così prodotti vennero successivamente essiccati al sole ma non si esclude che possano essere stati scaldati in forni a bassa temperatura. I test meccanici indicano una resistenza alla compressione monoassiale di circa 1,8 MPa, che può essere considerata compatibile per un edificio a due piani. Grazie a queste indagini è stato possibile trarre dati utili circa le materie prime, i processi di produzione e l’impiego dei mattoni crudi in Sardegna nel corso dell’Età romana.