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古代中国超级工程的超级材料(1)——古代混凝土

见道网 2019年06月11日

巍峨的万里长城由简单的材料与非凡的智慧造就

对现代工程来说,水泥混凝土非常重要。这种由碳酸钙组成的材料对建筑的稳固性起着非常重要的作用。

而直到十八世纪世界上才出现了水泥,至于中国的第一家水泥厂则在1889年才出现。那么在水泥发明之前,古人用什么材料来修建那些对牢固度要求很高的工程的呢?

时至今日依旧固若金汤的明长城

古代中国工程人会用到一种叫石灰砂浆的东西,但坚固性和水泥相比差距明显,特别在湿热多雨的南方地区,石灰砂浆用途不大。于是,古人发挥自己的智慧,在石灰和沙子的砂浆中放入一定比例的黄粘土来增加砂浆的粘性。

除此之外,中国古代还有一种叫“蜃灰”的材料,由牡蛎或者蛤贝壳烧制而成的,用于建筑工程比石灰更加牢固。著名的《天工开物》中就有唐宋时期中国工程人使用蜃灰的记载。书中描述广东沿海的很多地方用蜃灰代替石灰,所用到的技术可称为现代混凝土的雏形。

古代类混凝土材料在中国建筑史上有着不可或缺的重要性

而一种叫糯米石灰浆的材料则表现更加出色。据史书记载,南北朝时期中国工程人就开始使用这种材料,将糯米浆混合放入石灰浆打造的城墙非常坚固。朱元璋在修建明长城和南京城墙时都使用到了糯米石灰浆,修筑的城墙固若金汤,甚至到抗日战争时期依旧可以起到重要的防御作用。

糯米石灰浆自然要用到糯米。糯米的主要成分为支链淀粉,将糯米煮成粥状物时支链淀粉处于最佳粘性状态,倒进石灰浆内,与现代混凝土的坚固程度差别并不明显。不过这种特殊的“混凝土”有一些奢侈,耗费巨大。传说当年朱元璋修筑城墙的时候若非得到巨富沈万三的资助,工程几乎要半路流产。

使用糯米石灰浆筑成的古城墙

除了以上几种特殊的“混凝土”外,中国古代还有一种建筑材料夯土。夯土由红泥、粗沙还有石灰块一起组成,秦汉时期的宫墙就是夯土打造的。夯土筑造的建筑呈现土黄色,其强度虽不能和混凝土相比,但也足够建设大型的建筑。正是在这些当时冠绝世界的先进材料与先进技术的支持下,才有了万里长城这样的古代超级工程。


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