中华基业·发明创造079
文/武慧生
说到中国的古代建筑,也许你会想到复杂精巧的木结构,历经沧桑的秦砖汉瓦,还有古老而厚重的城墙。其实,除了少数巧夺天工的神作之外,绝大部分建筑都需要一样类似现在水泥的粘合剂。有了它,古代建筑才能如此坚固,经历风雨,甚至保存至今。
为什么中国古代建筑千年不倒?
专家:应归功于中国古代的"有机水泥"——糯米灰浆。借助现代科研手段,专家近年终于破解了糯米灰浆的奥秘。糯米的黏性,来自它们的主要成分——支链淀粉。在跟石灰混合的时候,支链淀粉会与其中的碳酸钙发生"生物矿化",有机的淀粉与无机的石灰相互包裹、填充,形成了密实的微结构,兼具强度和韧性。同时石灰的防腐作用也能抑制淀粉腐败,使灰浆保持耐久。
鼎鼎大名的北京故宫、明长城、承德避暑山庄、清东西陵、钱塘江海塘等明清工程,建造中都使用了糯米汁液与三合土调拌而成的灰浆来粘合砖石,数百年来仍大致保持完好。在关乎国计民生的水利工程上,成本降低的糯米灰浆,更成了重大助力。明代卢沟桥两岸的大型河堤,以及清初浙江余杭大海塘,全是百分百糯米灰浆打造,扛住数百年雨打风吹,至今造福当地。
万里长城
糯米灰浆渊源
据考古发掘证实,早在中国新石器时代的遗址里,就有使用"白灰面"的痕迹。商周时代的建筑遗址里,常见石灰材料出土。《左转》有记载:用蜃灰。这种"蜃灰",是用蛤壳烧制而成的石灰,加固建筑的效果非常好。而到了大一统的秦汉时代,周朝时只有修宫殿陵墓才会用上的"蜃灰",应用却已更加广泛。比如著名的"秦直道",每一寸路都是用"蜃灰"加黄黏土修筑。这条四通八达的古代中国道路网,就是以这种古代版的"石灰"技术铺就。秦汉的巍峨宫殿,更常用石灰加猪血料姜石抹成,以暗红色外观形成更好的加固效果,且有防潮功能。
西汉时期,一种加固效果更好的新石灰材料,也很快应运而生:三合土。这种材料把石灰黏土和沙子,加水按照一定比例黏合后,就成了中国古代版的"混凝土",到了战火纷飞的魏晋南北朝时期,三合土在军事建筑领域已是大受欢迎。大夏政权雄踞漠北的"统万城",就是三合土建筑材料的杰作。它荒废数百年后,宋代科学家沈括造访时,依然亲口见证了这座坚城的牢固程度:赫连城(统万城)紧密如石。不过,这种牢固的三合土,缺点也十分明显:它的颗粒还是太过粗糙,粘合度也相对有限。加固程度比起现代水泥混凝土来,还是差距遥远。
北京故宫
南北朝时期,糯米灰浆脱颖而出。它是中国传统三合土的升级版:工匠们把糯米煮烂以后,将酱汁倒入三合土里,再加上杨桃藤汁活匀,就成了加固作用更强的"糯米灰浆"。以20世纪中外诸多学者们的测试报告称,这种诞生于近一千五百年前的古代建筑材料,加固效果不但领跑古代世界,甚至堪比现代水泥。当然,这功能强大的"糯米灰浆",成本也十分昂贵。在刚诞生的南北朝时期,也只是用来修葺贵族陵墓。
到了隋唐年间时,开始用来修桥建庙,唐朝的开元寺就是用"糯米灰浆"来加固,历经千年屹立不倒。而建于唐代的泉州古塔,也是以"糯米灰浆"打的地基,扛住了7.5级的地震。不过,当时这"糯米灰浆"还太金贵,只有重大工程时,才会用上。
到了农业生产更发达的明清年间,拜突飞猛进的稻米产量所赐,"糯米灰浆"的应用也更广泛。明清时代许多市的城墙,都是完全以糯米灰浆砌成。典型明代湖北荆州糯米灰浆城墙,至今还有"铁打荆州"的称号。
古代用糯米灰浆砌起来的城墙
那样强大的建筑水平,震惊了那些初次踏上中国土地的欧洲人
十六世纪西班牙学者门多萨的《中华大帝国史》里,就以大段的笔墨,描绘了欧洲人见到明代建筑后的震撼心情:明代福州的每一座塔楼,都是"超过罗马人的任何建筑"。泉州当地的巨型桥梁,更到了"不是亲眼所见简直难以置信"的地步。中国人的建筑水平,简直是"可以造出世界上最好的建筑来。"
十七世纪时无比霸道自信的沙俄彼得大帝,曾专门派使团来中国,不惜开出诱人条件,就想求清政府给沙皇俄国派几个石匠来——不惜一切代价,也要学会中国的建筑技术。清朝乾隆年间曾经造访中国的法国学者Jean Denis Attiret,更为中国古代建筑发出叹服声音:"我对他们(中国人)的聪慧深为敬佩,我们欧洲人倒似乎显得平拙无奇。"
(编辑 黎平)