www.cheops-pyramide.ch Copyright 2006 Franz Löhner und Teresa Zuberbühler Steine für die Cheops Pyramide (Khufus Pyramide)Die Steine im Innern der PyramideMethoden von Franz Löhner Auf dieser Seite geht es darum, was beim Verlegen der inneren Steine
beachtet werden musste und wie ein möglicher Ablauf aussehen könnte,
wenn Löhners Seilrollen verwendet werden.
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1. | Grundsätzlich wird in horizontalen Lagen verlegt (Zum Teil besteht noch die Meinung, dass die Cheops-Pyramide in Schalenbauweise errichtet wurde) | |
2. | Neu | Mit Einsatz der Seilrolle ist es möglich auf allen vier Seiten der Pyramide Steine hochzutransportieren. Mindestens bis zu einem Drittel Höhe werden deshalb soviel Gleisanlagen wie möglich in Betrieb genommen. |
3. | Neu | Zuerst werden die vier Ecksteine wenn möglich gleichzeitig verlegt, weil damit exakt die Pyramidenneigung und der innere Verbund vorgegeben sind [3]. Danach auch einen Teil der Kante (Lehrmeinung = Kante wird anfangs verlegt, da die Steine aber nicht abgeschrägt sind, kann so die richtige Ausrichtung schlecht kontrolliert werden) |
4. | Sinnvoll ist es, die Steinlage von einer Seite zu den anderen nach Plan zu verlegen und nicht von innen nach aussen (Lehrmeinung = mit Rampen kann sowieso nur von einer Seite her verlegt werden) | |
5. | Dazu werden Geleise auf dem Pyramidenplateau verlegt, die beweglich sind und bei Bedarf jeweils verschoben werden. Wenn möglich werden die Schlitten auf geraden Strecken transportiert und möglichst wenig mit Hebeln bewegt. | |
6. | Neu | Die Gleisanlagen müssen in konstantem Betrieb gehalten werden, deshalb werden sobald eine neue Steinschicht gelegt ist, sofort die Geleise verlängert und die Seilrollen entsprechend platziert. |
7. | Neu | Das heisst, dass während die eine Steinschicht verlegt wird bereits an einer Seite mit der nächsten Schicht begonnen werden kann. Das macht eine überaus exakte Vermessung und Planung notwendig (Lehrmeinung = mit Rampen kann sowieso nur an einer Schicht gearbeitet werden und bevor die nächste Schicht verlegt wird muss zuerst die Rampe erhöht werden) |
Mit Franz Löhners Gleisanlagen mit Seilrollen lassen sich alle vier Seiten der Pyramide zum Transport der Steine benützen. So lohnt es sich sogar Geleise auf der nördlichen Pyramidenflanke zu bauen, obwohl diese am weitesten von den Steinbrüchen entfernt ist. Es ist einfacher, die Steine am Fuss der Pyramide auf die gewünschte Seite zu bringen, als sie auf dem immer kleiner werdenden Pyramidenstumpf zu bewegen.
Im untersten Drittel ist es deshalb sicher sinnvoll, alle vier Seiten
der Pyramide auch zu benutzen. Das geht bedeutend schneller, ist aber
auch anspruchsvoller, weil es Phasen geben kann, während denen an
zwei Schichten gleichzeitig gearbeitet wird! Die Gänge und
Kammern erschweren zusätzlich die Organisation des Baus
denn um die Baustellen in der Mitte muss herummanövriert werden.
Der Baumeister hatte deshalb auch für die inneren Steine auf jeden
Fall einen genauen Verlegungsplan!
Schwerlastenaufzug
mit Gegengewicht für die riesigen Granitriegel
Unsere Überlegungen:
Die untenstehenden Illustrationen zeigen einen möglichen Ablauf, natürlich ist es auch denkbar, dass dieser ganz anders ausgesehen hat.
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Pyramidenbau
mit Rampen
Hier zeigt sich wieder eine Schwachstelle der Rampentheorien, denn mit
einer Rampe - ob Seitenrampe oder Wendelrampe - kann nur von einer Seite
her gearbeitet werden. Man müsste eine komplette Schicht verlegen,
dann die gesamte Rampe erhöhen und könnte nun erst mit der nächsten
Schicht beginnen. Die dabei auftauchenden Schwierigkeiten, die Pyramidenschräge
zu bestimmen kommen noch dazu.
Bekannteste Rampenmodelle widerlegt
Rechnet man mit einer Bauzeit von 20 Jahren, so wird
beim Bau der Cheops-Pyramide jede Minute 1 Steinblock mit einem Gewicht
von ca. 2.5 Tonnen verarbeitet oder ca. 500 Steine pro Tag. Selbstverständlich
ist es von Vorteil, wenn Anfangs noch mehr Steine verarbeitet werden können
und dann später, wenn die Pyramide höher ist dafür die
Arbeiter für den Bau der Tempelanlagen und des Aufwegs eingesetzt
werden können. Auf einer einzigen Rampe ist es sehr schwierig
bis unmöglich täglich 500 Bausteine hochzutransportieren!
Deshalb ist bei einigen Rampenmodellen im unteren Viertel noch eine zweite
Rampe im Betrieb. Aber auch so ist zu bezweifeln, ob die verlangte Menge
von Steinen in der berechneten Zeit hinauftransportiert werden könnte.
Detail-Berechnungen
zur Arbeitsleistung der Pyramidenbauer
Wieviele Arbeiter braucht es, falls Seilrollen verwendet
werden? Dr. Heribert Illig und Franz Löhner kommen auf eine Gesamtzahl
von 6'700 Mann, mit denen die Cheops-Pyramide in 20 Jahren gebaut werden
kann (mit nur 5 Geleisanlagen insgesamt). Mit mehr Geleisanlagen und entsprechend
mehr Arbeitskräften könnte die Pyramide wahrscheinlich auch
in weniger Jahren (z.B. 10-17 Jahren) beendet werden.
Berechnung der Anzahl
Beschäftigter für den Bau der Cheops-Pyramide
Zur Zeit der Ägypter mussten Maurer und Steinverarbeiter noch viel harte Arbeit machen. Da wurde jeder einzelne Stein milimetergenau zugerichtet und so exakt geschliffen, dass sich die Steine in den Fugen fast vollflächig berührten. Man kannte keine Mörtelfuge. Es ist nämlich nicht der Mörtel, der das Mauerwerk zusammenhält, sondern die Verbundwirkung, und diese resultiert aus dem Steinverband. Dieser ist also das Schema, nach welchem die Einzelsteine in Schichten versetzt werden. Hierdurch entsteht eine Verzahnung aller Mauersteine in vertikaler und horizontaler Richtung, sowohl in der Ansichtsfläche als auch im Inneren des Mauerkörpers.
Als Grundregel gilt, dass sich alle senkrechten Fugen (Stossfugen) einer Steinschicht in der nächsten Schicht nicht wiederholen dürfen, sondern etwa um ein Viertel der Steinlänge versetzt sind. Der Zusammenhalt und die Tragfähigkeit jedes Mauerwerks erwächst aus der vollflächigen und dichten Berührung aller Steinflächen und dem sich daraus ergebenden Reibungswiderstand.
Die Mörtelfuge wurde erfunden, damit die gewichtigen Steinblöcke nicht mehr passgenau zugearbeitet werden mussten. Der Mörtel ist also kein Klebstoff, der die Steine zusammenkittet, sondern eine härtende Füllmasse. Im grösserem Stil wurde der Mörtel erst verwendet, als die Römer den Zement erfunden hatten. Der Gipsmörtel, der an der Aussenseite der Cheopspyramide verwendet wurde, hat nur optische Funktionen. Abbildung Fugen Westseite.
Bei zweischaligem Mauerwerk werden die Steine auch untereinander verzahnt
- man spricht von Läufern und Binder, von Block- oder Kreuzverband.
Als Läuferschichten bezeichnet man die in Längsrichtung der
Mauer liegende Mauersteine, als Binderschichten die quer zur Längsrichtung
liegende Mauersteine.
Die alten Ägypter haben noch kompliziertere Verbände gewählt.
Sie benutzten gerne auch schräge Fugen oder trapezförmige Zuschnitte,
um den Bau optimal gegen Spannungen und Rissbildungen zu schützen.
Unregelmässige, verzahnte Winkelfugen dienten demselben Zweck [3].
Man weiss, dass sie auch immer wieder Steine von einer Lage in die darüberliegende
hineinragen liessen, zwar nur um einige Zentimeter, aber das genügte,
um eine noch bessere Stabilität zu erreichen [2].
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Mauer im Blockverband |
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Mauer im Kreuzverband |
Während bei einer Mauer eine Schicht oft nur aus Läufern oder nur aus Binder besteht (siehe Abbildung oben), bestehen bei der Pyramide alle Schichten sowohl aus Läufern als auch aus Binder. |
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Fläche aus verschieden langen Läufern Dies ist eine Möglichkeit, wie die Steine für eine grosse Fläche verlegt werden können, etwa auf einer Pyramide. Die Steine einer Schicht sollten in der Höhe und Breite nicht variieren, dürfen aber verschieden lang sein. Die Fugen sind gegeneinander um mindestens einen Viertel versetzt. |
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Fläche mit Läufern und Binder Hier wird eine Fläche, die aus Läufern gleicher Höhe und Breite besteht mit einzelnen grossen Bindern verstärkt und verzahnt. Diese Binder sind gleich hoch wie die andern Steine, müssen aber exakt zwei- oder dreimal so breit wie eine Läuferschicht sein. Ihre Breite kann variieren. Die Fugen sind gegeneinander um mindestens einen Viertel versetzt. |
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Versetzter Verband aus Läufern Die Schichten bestehen nur aus Läufern, die gegeneinander jeweils um die Hälfte versetzt sind. Die darunterliegende Steinschicht ist gleich aufgebaut, aber gegenüber der oberen Schicht ebenfalls versetzt. Auf der Illustration sind zur Vereinfachung Steine mit gleichen Ausmassen eingezeichnet. Sie könnten aber auch in der Länge variieren. |
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Versetzter Verband aus Läufern und
Bindern |
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Ecke mit Läufern und Binder Dieser Verband wechselt an der Ecke von Läufern zu Binder. Bei der Pyramide wurden hier spezielle Ecksteine verwendet, denn es galt ausserdem noch die Schräge der Pyramidengrate zu legen. Hier zeigt es sich wieder, dass jede Ecke besonders genau geplant werden muss. ![]() |
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Fischgrätverband Dieser Verband wird viel für Kacheln und Platten verwendet. Damit er funktioniert müssen die einzelnen Steine oder Kacheln exakt gleich gross und genau zweimal so lang wie breit sein. Dieser Verband ist sehr stabil aber zu kompliziert, um bei der Pyramide angewendet zu werden. |
Die
äusseren Steine (1) der Pyramide bestimmen durch
ihre Form und Abschrägung (51.83° Neigungswinkel) die Form der
Pyramide. Aber auch der nächste Stein hinter dem äusseren Schrägstein
wurde besonders genau angepasst, denn er soll die horizontale Verzahnung
mit den inneren Steinen bewerkstelligten und den absolut sicheren Sitz
der äusseren Steine garantieren. Diese dahinter liegenden Steine,
sogenannte "backing stones" (2 = Hinterstein
oder Stützstein), dienen auch als Auflageblöcke für die
nächste Steinlage, speziell für die abgeschrägten Aussensteine.
Aussensteine und Hintersteine zusammen können bis zu 5 Meter tief
in den Pyramidenkörper hineinragen [2], sie
sind also integraler Bestandteil der Pyramide und nicht etwa zwiebelschalenartig
auf ihr draufgesetzt.
Äussere Steine - Glättung
von unten nach oben?
Gerade
die Randschichten müssen streng im Verband und ohne irgendwelche
Hohlräume gebaut werden. Deshalb müssen die Verkleidungsblöcke
(äusseren Tura-Steine) zuerst verlegt werden und das Mauerwerk von
hinten, also vom Innern der Bauterassen her an sie herangeschoben
werden (A). Dies geht am besten von einer festen
Arbeitsfläche her.
Nun wird die Schicht bis fast zur gegenüberliegenden Kante hin aufgebaut (B). Die Kante wird nun ganz genau verlegt und die wenigen letzten Steine von oben in die Lücke hineingeschoben (C). Dies ist, obwohl es schwierig ist und die Steine passgenau geliefert werden müssen, einer Verlegung von aussen (D) her vorzuziehen. Sonst müssten Steine in die Lücken von aussen her hineingeschoben werden. Der Hauptgrund ist, dass eine genaue Verlegung der Kante gewährleistet werden muss, da diese Steine die äussere Form der Pyramide vorgeben.
Praktisch darf diese Vorgangsweise nur geringfügig verlassen werden [6]. Man kann also nicht in der Mitte der quadratischen Baufläche anfangen und die Steine von allen Seiten her anschliessen (E), so lassen sich die Kanten nicht kontrollieren. Auch eine Verlegung der Steine von zwei Seiten gegen innen (F) sollte keinesfalls in Betracht gezogen werden, da sonst die Steine immer von oben her in die Lücken hinuntergelassen werden müssten.
Illustration [5]: Unterste Schichten der Cheops-Pyramide: 1 = Basaltpflaster / 2 = Sockel / 3 = abgeschrägte Tura-Steine (1. Schicht ca. 150cm hoch) / 4 = dahinterliegende Kalksteine aus dem Giza-Steinbruch, sogenannte "backing stones" (Stützsteine) / 5 = zweite Steinschicht, nur noch Kalksteine vorhanden / gestrichelte Linie = Standspuren der darüberliegenden Steine
Es war überaus wichtig, dass die Arbeit auf dem Pyramidenplateau
reibungslos und wohl koordiniert ablief. Die Steine, mussten in einer
genau geplanten Reihenfolge angeliefert werden, der Weg bis zu ihrer Position
musste frei von Hindernissen sein. Keine Zeit durfte verschwendet werden,
schliesslich kam jede Minute ein Stein oben an.
Detail-Berechnungen
zur Arbeitsleistung der Pyramidenbauer
Die Schleppmannschaften ziehen nun den Schlitten samt Stein auf dem Geleise auf dem Pyramidenplateau bis zum Ort, der für diesen Stein vorgesehen ist. Erst jetzt wird der Stein vom Schlitten hinuntergeholt und exakt an seinen Platz gehebelt.
Die Geleise auf dem Plateau lassen sich zu diesem Zweck
verschieben, so dass leicht die ganze Oberfläche erreichbar ist.
Obwohl das Plateau relativ flach ist, ist es auch hier nicht sinnvoll,
die Steine auf dem Boden zu ziehen, zur Reduktion der Reibung werden sie
auf Geleisen gezogen. Auf ebenem Boden (mit Geleisen) braucht es für
einen 2.5-Tonnen-Block nur 12 Schlepper.
Berechnungen zu Reibung,
Zugkraft und Kraftaufwand (H. Illig / H.U. Niemitz)
Der Schlitten wird nun zurück zur Kante gebracht und
an einem Seil hängend zum Fuss der Pyramide hinuntergelassen. Er
wird zurück zum Steinbruch gebracht, wo der nächste Stein darauf
festgezurrt wird und die nächste Fahrt beginnt.
Gleisanlage
mit Seilrollenstation auf der Pyramidenflanke
Details
Schlitten, Geleisen und Schleppvorrichtung
Zu bemerken wäre noch, dass besonders lange Steine (Binder), die tief in die inneren Steinschichten hineinreichen, auch anstatt der Länge nach auch der Quere nach mit dem Schlitten hinaufgezogen werden können. Ebenso Steine, die auf dem Pyramidenplateau noch zu Positionen rechts und links der Seilrollenstation gezogen werden mussten, konnten gegebenenfalls der Quere nach hochgezogen werden. Sie mussten dann auf dem Pyramidenplateau nicht mit Hebeln um 90° gekehrt werden, was ein grosser Zeitgewinn brachte.
Der Stein, der für den Bau der drei Giza-Pyramiden verwendet wurde ist ein graugelber, grobfossiler Nummelitenkalkstein (Art von Globiberginen-Kalkstein) und gehört zum so genannten Mokattam. Die Giza-Steinbrüche liegen nur wenige hundert Meter in südlicher Richtung vom Bauplatz der Cheops-Pyramide entfernt. Zusätzlich wurden jeweils auch die Steine aus dem Plateau um die Pyramiden selbst als Steinliefergebiet verwendet [1].
Orange = Kalksteinbrüche auf der Giza-Ebene. Gestrichelte
Linie = Hafenanlagen, deren genaues Aussehen nicht bekannt ist.
Die äusseren Steine der Cheops-Pyramide bestehen aus Tura-Steinen.
Dieser ist ein besonders schöner weisser Kalkstein und stammt aus
Steinbrüchen südöstlich des Giza-Plateaus auf der andern
Seite des Nils. Tura-Kalkstein ist sehr weich und man kann ihn leicht
bearbeiten, er härtet jedoch nach einer gewissen Zeit an der Luft
nach. Dieser Stein wurde von den alten Ägyptern hoch geschätzt
und neben der Aussenhaut der Pyramide auch für Statuen verwendet.
Auch die Araber schätzten den Stein und verwendeten ihn für
den Bau von Moscheen, wobei sie auch die äusseren Steine der Grossen
Pyramiden wegtransportierten.
Steinbrüche im alten Ägypten
Die Lehrmeinung sagt, dass die Steine auf der Pyramide zugerichtet wurden.
Dies ist absurd, denn es gibt keine guten Gründe, weshalb man das
erst dort machen sollte. Im Gegenteil, es ist sehr wichtig, dass die Steine
bereits in den Steinbrüchen und nicht auf der Pyramide nach
Mass zugehauen wurden. Um die gewünschte Genauigkeit
vor allem der äusseren Steine mit dem wichtigen gleichbleibenden
Neigungswinkel zu erreichen braucht es genug Arbeitsraum, um den Stein
von allen Seiten her bearbeiten zu können. Dazu ist auf dem immer
enger werden Pyramidenplateau schlichtwegs nicht genug Platz. Auf dem
Pyramidenplateau sollten die Steine nur noch verlegt werden und noch die
äusseren Steine poliert werden. Das ist auf der immer kleiner werdenden
Oberfläche schon schwierig genug!
Illustration
Zurichten der Steine gemäss Ägyptologen
Äussere Steine - Glättung
von unten nach oben? (Was dagegen spricht, die Steine erst auf der
Pyramide zuzurichten)
Deshalb müssen diese Steine nach Mass bestellt, zugehauen und nach
genauem Plan geliefert werden. Auch die Verfugung muss geplant werden.
Die behauenden Steinmetze müssen rechtzeitig vor der Verlegung wissen,
wohin jeder Stein zu liegen kommt, müssen die ihn umgebenden Steine
kennen. Wurde unachtsam ein Block daraufgelegt, konnte es zu Spannungen
im Bauwerk, zu Materialbruch führen, wie sich denn auch die Pyramide
insgesamt um etliche Zentimeter gesetzt zu haben scheint. Deshalb wurden
die Blöcke im Bauhof nach einem genauen Lageplan zugerichtet, gekennzeichnet
(Graffiti Abbildung),
gelagert, in der richtigen Reihenfolge auf den Bau transportiert und an
der vorgesehenen Stelle eingesetzt.
Die Bauhütte auf dem Giza-Plateau
Die Höhe der Steinschichten bei der Cheops-Pyramide
zeigen uns, dass für eine Schicht jeweils Steine mit gleicher Höhe
verwendet wurden. Untersuchungen der Ecken haben ergeben, dass sich die
Dicken der Schichten bei der Nordost- und der Südwest-Ecke der Pyramide
zum grössten Teil nur um wenige Zentimeter unterscheiden. Die grössten
Unterschiede zeigen sich in den ersten 15 Schichten, wo um den Felsenkern
herumgebaut wurde und dann nochmals auf Höhe der Decke der Königskammer
(Schicht 58-59). Der maximale Unterschied ist bei der 12ten Schicht, und
beträgt 10.9 cm [7]. Diese Unterschiede
werden jedoch bis auf eine Genauigkeit von etwa 1cm in den nachfolgenden
Schichten ausgeglichen.
Höhe aller Steinschichten der
Cheops-Pyramide
Die Ausrichtung der Steine innerhalb einer Steinschicht lässt sich unter anderem bei den untersten Schichten der Cheops-Pyramide feststellen (siehe Abbildung oben), die Steine sind von allen vier Seiten her jeweils von der Kante her als Binder gelegt [5], also Steine, die in den Pyramidenkörper hineinragen. Das heisst aber nicht, dass jede Steinschicht genau so ausgerichtet ist. Schliesslich wurde hier an den Felsenkern herangebaut. Fotographien der heute sichtbaren obersten Steinschicht der Cheops-Pyramide (Abbildung) zeigt ebenfalls einige Steinreihen, die von einer Seite her als Binder mit gleicher Höhe und Breite aber verschiedener Länge verlegt sind.
An den erwähnten Stellen kann man aber ebenfalls beobachten, dass die alten Ägypter noch kompliziertere Mauerverbände wählten, etwa schräge Fugen und trapezförmige Zuschnitte. Diejenigen Teile, die besonders stabil sein mussten, zum Beispiel die Spitze der Pyramide mit dem Pyramidion wurden sorgfältigst geplant und die Steine untereinander verzahnt. Dazu wurde unter anderem auch ein Zapfen gehauen, der in eine Vertiefung in der darunterliegenden Stein passte. Noch gut sichtbar ist dies bei der Chefren-Pyramide, wo an der Spitze nur wenige Schichten fehlen (Abbildung).
[1] J. Röder Zur Steinbruchgeschichte
des Rosengranits von Aswan
[2] D. Arnold Building in
Egypt
[3] G. Goyon Die Cheops-Pyramide
(Anhang II)
[4] W. Petrie The Pyramids
and Temples of Gizeh Kap. 6
[5] L. Borchardt Längen
und Richtungen der vier Grundkanten der grossen Pyramide bei Gise
[6] O. Riedl Die Maschinen
des Herodot
[7] Corrected Great Pyramid Course Elevations (nach Angaben von W. Petrie)
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