砖石建筑物的拔地而起,都离不开水泥,这建筑是最基本的原材料之一。
而水泥是十九世纪在西方发明的。那么,在中国古代,人们修建的砖石建筑物,是什么在起着“水泥”的作用呢?
早在中国公元前5000-3000年,古人就用一种“姜石”的材料,研磨成“白灰面”,用来涂抹山洞,这可以说是中国最早“水泥”。
随着历史的发展,古人逐渐发明了更多的“水泥”。
一、泥草土浆
泥草土浆出现在中国的战国时代。当时物资有限,人们就地取材,用最常见干草与黄泥等材料,搅拌成粘稠的泥浆,再用来砌墙。
泥草土浆作为粘合剂,是比较坚固的,还有材料易得的优点。
于是,泥草土浆就成为了中国民间传统里常见的“水泥”,并一直沿用至今。
二、石灰砂浆
到了秦代,要修筑更大更高的建筑物,如城墙、长城等。这时,泥草土浆的性能,就远远跟不上建筑的需要了。
于是,修筑工匠们发明了一种石灰砂浆,即用石灰与砂石等搅拌成浆,成为了当时的新型“水泥”。
这种砂浆比泥草土浆更为坚固,但是,硬度还是不够。于是,工匠们还在石灰砂浆中掺入黄黏土,以增强砂浆的硬度。
除了石灰,还有一种“蜃灰”,是用牡蛎壳或蛤壳烧制而成的,性能上比石灰更加优越,主要在沿海地带使用。
三、三合土
公元5世纪,中国南北朝,出现了一种建筑材料:三合土。
三合土的制作,是把黏土、石灰、粗砂或者炉渣等材料,混合在一起,再经过夯实,成为一种建筑粘合材料。也叫夯土。
三合土的强度,已经能够支撑大型建筑。中国南宋以前城墙,一般都是用三合土修建的。
随着朝代不同,三合土的材料也不尽相同:明代的三合土由石灰、陶粉和碎石组成,清代则由石灰、炉渣和砂子组成。
四、糯米石灰浆
公元6世纪,还是在南北朝,出现了中古代建筑技术的一个重大的突破:糯米石灰浆。
糯米是非常黏的,是天然的粘合剂。于是,工匠们先把糯米煮烂,捣成糊状后,再掺入石灰砂浆中,再和匀之后,就成了糯米石灰浆。
这种新型复合砂浆,强度远远大于纯石灰砂浆,甚至堪比现代的水泥。后来人们还发现,用它来修筑的城墙,其坚固程度,甚至超过现代的建筑。
中国最重要的古代建筑,包括故宫、明长城等,都是使用糯米石灰浆砌成的,历经数百年,仍然屹立不倒。
20世纪,中外学者在测试了糯米石灰浆的强度后,得出结论:这种已有一千五百年的古代建筑材料,加固效果在当时领先世界,甚至现代的重型机械,也难将其摧毁。