论文部分内容阅读
中国的许多古建筑能够历经几百上千年保存至今，与其高超的施工技术有关。古建筑施工中会掺入少量“添加剂”，它们与建筑施工材料混合，提高了建筑的强度和防潮、防老化等性能，才使这些古建筑历久弥新，流传至今。
高效黏结剂—糯米
糯米又称江米，主要成分为支链淀粉。糯米不仅用于食品加工，而且在中国古代建筑工程中也得到了充分运用。明代宋应星所著的《天工开物》中记载：“用以襄墓及贮水池，则灰一分，入河沙、黄土二分，用糯粳米、羊桃藤汁和匀，轻筑坚固，永不隳坏，名曰‘三和土（三合土）’。”这句话的意思是，在砌筑墓地、贮水池时，将石灰、沙子、黄土按1∶2∶2的比例混合，再掺入糯米、猕猴桃汁拌匀，即可建造出牢固不坏的建筑，而这种土被称为“三和土”。
南京明故宫建造所用的灰浆成分中就含有糯米。明代吕毖所著的《明朝小史》反映了建造南京城时往砌筑砖墙的石灰中掺入秫粥（糯米熬成的粥）的过程。
在清代惠陵的施工中也采用了灌糯米浆的传统做法，即把煮好的糯米汁掺上水和白矾以后，泼洒在打好的灰土上，而后进行灰土施工。在第一次灰土施工夯实后、第二步灰土施工前，在拐眼上再洒两次水。第一次为七成水，水里掺有糯米汁；第二次为三成水，以利于糯米汁渗入灰土中。这说明，古代工匠充分认识到了糯米在提高建筑基础强度和黏结性能方面的作用。
防腐、防渗小能手——桐油
桐油一般是用3～4年的桐树籽冷榨而成，外观呈浅棕黄色。桐油的主要成分为脂肪酸甘油三酯混合物，具有很强的反应活性及聚合性能。桐油覆盖在物体表面时，很容易吸收空气中的氧，在表面形成一层膜，从而使覆盖物得到保护。桐油还具有毒性，渗入木材内部后，能阻止菌、虫生长繁殖，从而起到防腐作用。
桐油油质透明，耐候性好，不易老化，干燥慢。古时便有工匠利用桐油来对木材表面进行防腐、防渗以及防潮处理。明代徐光启所著《农政全书》指出，在木材内部注入桐油，可达到防腐效果。《天工开物》中载有“凡船板合隙缝以白麻斫絮为筋，钝凿扱入，然后筛过细石灰，和桐油舂杵成团调艌”，即古代工匠在造船时，为防止板缝漏水，首先将麻料塞入船缝，再用石灰与桐油的混合物抹实，以达到防渗的效果。
故宫地基施工工程中，重要宫殿建筑的基础防潮处理方式为用生石灰、黄土、碎砖及桐油的混合物夯实，夯实后的土层可以长期保持干燥。故宫地下水比较丰富，古代工匠在有地下水的位置夯打土层时，会在土层下使用木桩。从已经发现的几处地下木桩来看，木桩表面虽然很潮湿，但并无糟朽现象，可见桐油的防腐、防渗能力有多强。
桐油与土籽灰、樟丹混合熬制可形成灰油。灰油容易起皮，表面无光泽，不能作为面层涂料，但具有干燥快、防水性强等特点，因而可起到胶结砖灰的作用。桐油和苏子油、土籽混合熬制还可形成光油。光油不仅具有较高的强度、韧性和耐水、耐磨性能，而且表面光亮，因而常用作罩面油。
紫禁城古建筑内的金砖地面铺墁，有一道能充分发挥桐油、灰油和光油材料特性的工序，那便是大名鼎鼎的“使灰钻油”。使灰钻油工序规定，在铺墁完的金砖面层上分3次浇桐油：第1次是在干透的地面上刷桐油1～2遍，第2次用麻丝搓1～2遍灰油，第3次再刷1～2遍光油。经过这一系列处理，地面变得坚固密实，历经数百年光亮如新。需要说明的是，此处的“金砖”并非金子做的砖，而是明清时期由苏州陆慕御窑村所造，专供皇宫等重要宫殿地面铺墁的砖。由于其烧造工艺复杂，造价极为昂贵，因而被称为“金砖”。
古建筑中的一味“猛药”——白矾
白矾别名明矾、矾石，是中国传统中药材之一。中国古建筑的基础、瓦石、彩画等工程中也都巧妙地掺入了白矾，增强了古建筑的防破坏能力。
紫禁城古建筑在600年间历经数次地震仍保持完好，基础的稳固是重要前提。紫禁城建立在元代皇宫遗址上，其基础做法为：将元代皇宫原有地基全部挖去，重新人工回填，一层三七灰土（生石灰与黄土的质量比为3∶7）、一层碎砖，反复交替。灰土层主要是由灰土、糯米和白矾组成，其中一道重要的工序便是将煮好的糯米汁掺上水和白矾以后，泼洒在打好的灰土上。现代科学研究表明：白矾掺入灰土后会形成钙矾石，其固相体积膨胀对糯米灰漿的干燥收缩起到了一定的补偿作用，因而有利于提高灰土的抗压强度、耐水性能和耐冻融性能。
颐和园有一座著名的十七孔桥，是北京园林中最长、最大且孔数最多的石桥，其铺墁所用的灰浆多含有白矾。掺入白矾的灰浆材料不仅使得石材与基层牢固结合，还具有防水效果。另外，在石材工程的加固修缮中，部分松动的石材在采用铁件拉接时，一般需要将白矾水灌入石材与铁件之间的缝隙中，当水分挥发后，白矾变成硬质结晶体，就可以将铁件固定在石材中。
建筑内部的彩画除了有装饰作用外，还能保护木构件，使之免受空气中化学成分的侵蚀或虫蛀。北京天坛皇穹宇内的彩画在绘制过程中一般会用到胶矾水，而胶矾水是由白矾、水胶（由动物骨骼熬制成的胶）按1∶1的比例混合，再掺入适当清水搅拌而成的。彩画的地仗层（用灰油、白面、石灰水、血料、砖灰、线麻、夏布等材料组成的彩画基层）做好后，在其表面刷一层较稀的胶矾水，可以使地仗的底色与染色互不混淆吸附，有利于彩画纹饰清晰地黏印在地仗表面。胶矾水还可以起到阻隔地仗层的油气返出、防止地仗层中的砖灰返碱并与彩画颜料发生化学反应等作用，从而保证彩画颜色的干净和鲜艳。
高效黏结剂—糯米
糯米又称江米，主要成分为支链淀粉。糯米不仅用于食品加工，而且在中国古代建筑工程中也得到了充分运用。明代宋应星所著的《天工开物》中记载：“用以襄墓及贮水池，则灰一分，入河沙、黄土二分，用糯粳米、羊桃藤汁和匀，轻筑坚固，永不隳坏，名曰‘三和土（三合土）’。”这句话的意思是，在砌筑墓地、贮水池时，将石灰、沙子、黄土按1∶2∶2的比例混合，再掺入糯米、猕猴桃汁拌匀，即可建造出牢固不坏的建筑，而这种土被称为“三和土”。
南京明故宫建造所用的灰浆成分中就含有糯米。明代吕毖所著的《明朝小史》反映了建造南京城时往砌筑砖墙的石灰中掺入秫粥（糯米熬成的粥）的过程。
在清代惠陵的施工中也采用了灌糯米浆的传统做法，即把煮好的糯米汁掺上水和白矾以后，泼洒在打好的灰土上，而后进行灰土施工。在第一次灰土施工夯实后、第二步灰土施工前，在拐眼上再洒两次水。第一次为七成水，水里掺有糯米汁；第二次为三成水，以利于糯米汁渗入灰土中。这说明，古代工匠充分认识到了糯米在提高建筑基础强度和黏结性能方面的作用。
防腐、防渗小能手——桐油
桐油一般是用3～4年的桐树籽冷榨而成，外观呈浅棕黄色。桐油的主要成分为脂肪酸甘油三酯混合物，具有很强的反应活性及聚合性能。桐油覆盖在物体表面时，很容易吸收空气中的氧，在表面形成一层膜，从而使覆盖物得到保护。桐油还具有毒性，渗入木材内部后，能阻止菌、虫生长繁殖，从而起到防腐作用。
桐油油质透明，耐候性好，不易老化，干燥慢。古时便有工匠利用桐油来对木材表面进行防腐、防渗以及防潮处理。明代徐光启所著《农政全书》指出，在木材内部注入桐油，可达到防腐效果。《天工开物》中载有“凡船板合隙缝以白麻斫絮为筋，钝凿扱入，然后筛过细石灰，和桐油舂杵成团调艌”，即古代工匠在造船时，为防止板缝漏水，首先将麻料塞入船缝，再用石灰与桐油的混合物抹实，以达到防渗的效果。
故宫地基施工工程中，重要宫殿建筑的基础防潮处理方式为用生石灰、黄土、碎砖及桐油的混合物夯实，夯实后的土层可以长期保持干燥。故宫地下水比较丰富，古代工匠在有地下水的位置夯打土层时，会在土层下使用木桩。从已经发现的几处地下木桩来看，木桩表面虽然很潮湿，但并无糟朽现象，可见桐油的防腐、防渗能力有多强。
桐油与土籽灰、樟丹混合熬制可形成灰油。灰油容易起皮，表面无光泽，不能作为面层涂料，但具有干燥快、防水性强等特点，因而可起到胶结砖灰的作用。桐油和苏子油、土籽混合熬制还可形成光油。光油不仅具有较高的强度、韧性和耐水、耐磨性能，而且表面光亮，因而常用作罩面油。
紫禁城古建筑内的金砖地面铺墁，有一道能充分发挥桐油、灰油和光油材料特性的工序，那便是大名鼎鼎的“使灰钻油”。使灰钻油工序规定，在铺墁完的金砖面层上分3次浇桐油：第1次是在干透的地面上刷桐油1～2遍，第2次用麻丝搓1～2遍灰油，第3次再刷1～2遍光油。经过这一系列处理，地面变得坚固密实，历经数百年光亮如新。需要说明的是，此处的“金砖”并非金子做的砖，而是明清时期由苏州陆慕御窑村所造，专供皇宫等重要宫殿地面铺墁的砖。由于其烧造工艺复杂，造价极为昂贵，因而被称为“金砖”。
古建筑中的一味“猛药”——白矾
白矾别名明矾、矾石，是中国传统中药材之一。中国古建筑的基础、瓦石、彩画等工程中也都巧妙地掺入了白矾，增强了古建筑的防破坏能力。
紫禁城古建筑在600年间历经数次地震仍保持完好，基础的稳固是重要前提。紫禁城建立在元代皇宫遗址上，其基础做法为：将元代皇宫原有地基全部挖去，重新人工回填，一层三七灰土（生石灰与黄土的质量比为3∶7）、一层碎砖，反复交替。灰土层主要是由灰土、糯米和白矾组成，其中一道重要的工序便是将煮好的糯米汁掺上水和白矾以后，泼洒在打好的灰土上。现代科学研究表明：白矾掺入灰土后会形成钙矾石，其固相体积膨胀对糯米灰漿的干燥收缩起到了一定的补偿作用，因而有利于提高灰土的抗压强度、耐水性能和耐冻融性能。
颐和园有一座著名的十七孔桥，是北京园林中最长、最大且孔数最多的石桥，其铺墁所用的灰浆多含有白矾。掺入白矾的灰浆材料不仅使得石材与基层牢固结合，还具有防水效果。另外，在石材工程的加固修缮中，部分松动的石材在采用铁件拉接时，一般需要将白矾水灌入石材与铁件之间的缝隙中，当水分挥发后，白矾变成硬质结晶体，就可以将铁件固定在石材中。
建筑内部的彩画除了有装饰作用外，还能保护木构件，使之免受空气中化学成分的侵蚀或虫蛀。北京天坛皇穹宇内的彩画在绘制过程中一般会用到胶矾水，而胶矾水是由白矾、水胶（由动物骨骼熬制成的胶）按1∶1的比例混合，再掺入适当清水搅拌而成的。彩画的地仗层（用灰油、白面、石灰水、血料、砖灰、线麻、夏布等材料组成的彩画基层）做好后，在其表面刷一层较稀的胶矾水，可以使地仗的底色与染色互不混淆吸附，有利于彩画纹饰清晰地黏印在地仗表面。胶矾水还可以起到阻隔地仗层的油气返出、防止地仗层中的砖灰返碱并与彩画颜料发生化学反应等作用，从而保证彩画颜色的干净和鲜艳。