紫禁城里的 一味“猛藥”

　　紫禁城建成至今已有600年，其數(shù)量龐大的古代宮殿建筑群歷經(jīng)無數(shù)風(fēng)雨而保存完好，離不開我國古代工匠科學(xué)的營建方法，而白礬的科學(xué)運(yùn)用則為其中之一。白礬別名明礬、礬石、羽涅、羽澤、理石、白君等，由硫酸鋁鉀類礦物明礬石加工提煉而成。紫禁城在營建過程中，在基礎(chǔ)、瓦石、彩畫、裱糊等工程中巧妙地?fù)饺肓税椎\，增強(qiáng)了建筑的穩(wěn)定性和耐久性。

　　紫禁城建立在元代皇宮遺址上，其基礎(chǔ)做法特征為：原有地基被全部挖去，然后重新由人工回填基礎(chǔ)，即一層三七灰土（生石灰與黃土的質(zhì)量比為3∶7）、一層碎磚，反復(fù)交替。其中，灰土層主要由灰土、糯米和白礬組成，一般將煮好的糯米汁摻上水和白礬以后，潑灑在打好的灰土上。糯米和白礬的用量為：每平方丈（10.24平方米）用糯米225克，白礬18.75克。紫禁城古建筑在600年里歷經(jīng)了數(shù)百次地震而保持完好，基礎(chǔ)的穩(wěn)固作用是重要前提?，F(xiàn)代科學(xué)研究表明：明礬摻入灰土中后，形成鈣礬石，其固相體積膨脹對糯米灰漿的干燥收縮起了一定補(bǔ)償作用，因而有利于提高灰土的抗壓強(qiáng)度、耐水性能和耐凍融性能。

　　紫禁城古建筑的臺基、欄板、御路等石作工程多用漢白玉石材，其鋪墁所用灰漿多含有白礬。如清雍正十二年（1734）由工部刊行的《工程做法》卷五十二載規(guī)定了漢白玉、青白石等石材鋪墁時(shí)，石材與基層接縫處灌漿的灰漿材料為“寬一尺長一丈（石材）用白灰（生石灰）六十斤、江米（糯米）三合、白礬六兩”，此處“合”為體積單位，為一升的十分之一。摻入白礬的灰漿材料不僅使得石材與基層牢固結(jié)合，還有防水效果。另外，紫禁城古建筑石材加固修繕中，部分松動(dòng)的石材采用鐵件拉接時(shí)，一般需要用白礬水灌入石材與鐵件之間的縫隙中，當(dāng)水分揮發(fā)后，白礬變成硬質(zhì)結(jié)晶體，可以將鐵件固定在石材中。

　　紫禁城古建筑額枋至屋檐部位的外表面均繪有絢麗的彩畫。彩畫的施工，離不開膠礬水，而膠礬水就是由白礬、水膠（由動(dòng)物骨骼熬制成的膠）、清水按一定比例調(diào)制而成。一般而言，用于彩畫的白礬與水膠質(zhì)量比為1∶1，水的摻和量根據(jù)需要確定。彩畫的地仗層（用灰油、白面、石灰水、血料、磚灰、線麻、夏布等材料組成的彩畫基層）做好后，在其表面刷一層較稀的膠礬水，可以使地仗的底色與染色互不混淆吸附，有利于彩畫紋飾清晰地黏印在地仗表面。膠礬水還可以起到阻隔地仗層的油氣返出、防止地仗層中的磚灰返堿并與彩畫顏料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)等作用，以保證彩畫顏色的干凈和鮮艷。

　　紫禁城后妃居住的寢宮室內(nèi)多有裱糊裝飾。北方冬天比較寒冷，古代工匠會在室內(nèi)墻體和天花板位置安裝木龍骨，在其表面神裱糊防護(hù)材料，如錦緞、紗、絹、紙張等，既保暖防塵，又能起到華麗的裝飾效果。而紫禁城古建筑室內(nèi)裱糊所用的漿糊，則是由面粉放入水中煮，并摻入白礬、蠟、川椒、白芨等材料混合而成。我國古代的裝裱工程相關(guān)文獻(xiàn)中多載有摻入白礬的做法，如元代《秘書監(jiān)志》卷六載有宮廷裱糊原料的配方中有“白芨、黃蠟、明膠、白礬、藜蘆、皂角、茅香各一錢”?，F(xiàn)代科學(xué)研究表明：適當(dāng)量的白礬形成膠體后，可促進(jìn)淀粉沉淀，避免裱糊的接縫開裂，還可產(chǎn)生吸水、干燥、防腐、抑菌等效果。

　　此外，白礬溶于水中，可生成氫氧化鋁。當(dāng)白礬水涂抹于木材表面時(shí)，形成的氫氧化鋁對木材具有阻燃作用。在高溫下，氫氧化鋁能釋放出化學(xué)結(jié)合水，吸收大量的熱量而導(dǎo)致木材表面溫度降低，而同時(shí)生成的氧化鋁是一種具有惰性且吸熱的化合物，放熱低，從而產(chǎn)生阻燃效果。紫禁城古建筑以木結(jié)構(gòu)為主，其表面的油飾彩畫、室內(nèi)墻體、頂棚的裝飾材料中摻入白礬，起到阻隔或緩解古建筑火災(zāi)的作用。

　　綜上所述，紫禁城古建筑的營建中巧妙地采用了我國傳統(tǒng)中藥藥材——白礬，這是我國古代建筑科學(xué)的反映，亦體現(xiàn)了我國古代工匠卓越的建筑智慧。

　?。ㄗ髡呦倒蕦m博物院研究館員）

　　轉(zhuǎn)自：科技日報(bào)

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