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古代没有水泥 长城等大型建筑是怎样建的固若金汤?

  • 历史

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古代没有水泥 长城等大型建筑是怎样建的固若金汤?

长城等大型古代建筑是怎样建的固若金汤(图片: Pixabay)

古代没有水泥 长城等大型建筑是怎样建的固若金汤?

长城(图片:Wikimedia)

古代没有水泥,石头建筑是怎么建起来的?

孟姜女哭倒长城的传说,两千年来家喻户晓。但如果孟姜女晚生几个世纪,就算她有神力相助,恐怕也「哭」不倒长城了——魏晋以来「糯米灰浆」技术的使用,使长城这样的重点建筑固若金汤。

明长城部分地段使用糯米灰浆黏合砖块,历经600余年依然保持牢固。

从黄泥浆到糯米浆

提起中国古代建筑,或许你会想到复杂精巧的木结构,久经考验的秦砖汉瓦,以及低调而顽强的夯土墙。其实,除了少数巧夺天工的神作,绝大部分建筑还需要另一样东西——黏合剂。有了它的加入,各种建材才能紧密结合为一个整体,组成一座坚固的建筑。

考古发现表明,大陆商代以前使用的建筑黏合剂,主要是拌上草的黄泥浆,从周代开始逐渐被石灰取代。

到公元5世纪的南北朝,又开始流行由石灰、黏土和沙子组成的「三合土」。这三样东西按一定比例加水混合,就会互相黏合在一起,乾燥后坚固异常。三合土既可当黏合剂用,又能夯实用来直接修筑城墙、陵墓等工程,其配方在千余年间几经改良,直到20世纪仍在使用。

然而作为黏合剂的三合土,颗粒还是比较粗糙,一定程度上影响了黏合强度。相比之下,古罗马人利用当地丰富的火山灰,用它跟石灰、沙子加水混合,制成了更加坚固的混凝土。

古代没有水泥 长城等大型建筑是怎样建的固若金汤?

糯米(图片来源:pixabay)

不过古代中国人也有一个秘密武器:糯米

糯米是糯稻的籽粒,早在先秦时期便已是中国南方的重要粮食,北方称为「江米」。与普通稻米不同,糯米煮熟后会变成特别黏糊糊的一团,再脱水乾燥后又变得硬邦邦。或许有人正是从中得到了灵感,将糯米引入了建筑业。

糯米是糯稻的籽实,所含淀粉中大约80%都是黏性很强的「支链淀粉」,使其具有软烂黏滑的口感。实际上,糯稻并非一个独立种系,而是粳稻、籼稻的黏性变种。

从柔变刚,淀粉有力量

变身有机建材的糯米,扮演的是「黏合剂中的黏合剂」。工匠们将糯米煮烂后,把浆汁倒入三合土和匀,制成灰浆。待其乾燥后,比纯粹用水混合的三合土灰浆强度更大、韧性更好,还具备优良的防水性能。

用糯米灰浆黏合的砖石建筑,往往结实耐久,坚固异常。泉州建于唐宋时期的多座古塔、古桥,挺过了7.5级大地震;建于明代的南京、西安、荆州古城墙,历经600余年仍巍然挺立;明代南京徐埔夫妇墓1978年被发掘时,铁铲、钢釬、推土机、挖掘机都很难破开墓室……可是我们吃粽子的时候,没发现糯米的黏性这么彪悍啊?

借助现代科研手段,科学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。

古代没有水泥 长城等大型建筑是怎样建的固若金汤?

北京故宫紫禁城(资料图片:wikimedia/ Pixelflake)

米浆盖房,好货不便宜

宋元之后,糯米灰浆的使用愈发成熟。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黏合砖石,数百年来仍大致保持完好。

福建土楼以坚实耐久而闻名,其中一些建造时就是在三合土中加入糯米浆与蛋清、红糖等有机黏合剂,和匀后作为砌墙材料,建成后的墙体坚固如水泥。

不过,使用糯米灰浆的建筑,也主要限于这类不惜工本的大项目了,普通民房除了福建土楼这样的另类,很少能用上这种强力材料。就连明成祖迁都后修建的北京城墙,也没使用糯米灰浆。

在「民以食为天」的中国古代,保证粮食生产以养活众多人口,一直是社会的头等大事。

在农业产量有限、又屡受自然灾害影响的条件下,不把宝贵的糯米给大家吃却拿去盖房,实在太浪费……因此糯米灰浆只能是典型的高档奢侈品,一直没能像泥浆、石灰浆一样得到广泛使用。

纳闻 | 真实新闻与评述:古代没有水泥 长城等大型建筑是怎样建的固若金汤?

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