刊名:环境技术
主办:中国电器科学研究院股份有限公司
主管:中国机械工业集团有限公司
ISSN:1004-7204
CN:44-1325/X
影响因子:0.189802
被引频次:9816
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统计源期刊(2018);期刊分类:环境与安全
我国传统土木建筑是技术与艺术的完美统一。作为决定建筑好坏首要因素的技术,如传统的土工、木工、石雕等,是打造建筑呈现艺术的保障。而伴随古建一路高歌的诸多技术中,有一个细项很容易为人忽略,就是"胶合技术"。
晚霞中的长城,青砖砌筑
什么是胶合技术?不妨先以胶凝材料水泥为例来说明。现代水泥诞生约200年,是粉状水硬性无机胶凝材料,加水搅拌后成浆体,能在空气或水中硬化,并能把砂、石等材料牢固地胶结一起。
水泥的这种能力,就是"胶凝"。那么,在科技并不发达的古代,没有水泥,人们是怎样解决建筑建材的胶凝问题呢?
为了与现代水泥的"胶凝"以示区别,姑且将古代进行建造的类似水泥胶凝的技术,称为"胶合技术",所用主材即为"胶合材料"。当然,叫法不同也体现二者之间的所谓代差。
现代用水泥砌砖墙
虽然二者的技术及材料不同,但是古代胶合技术呈现的效果,似乎并不比水泥差。而且它是古人匠心独运的工艺“结晶”,蕴藏着厚重的历史情愫。那么,古代"胶合技术"究竟为何物?
胶合技术,能将众多材料胶结一起,形成牢固整体的一种建造材料及技术。确切地说,这是一种能够有效胶合材料的技术,被用在土石砖工程,如城墙、宫殿、民居、陵墓、塔楼、堤坝等,或用于土石沙混合,或构砌青砖。
没有水泥的传统时代,人们为了建造家园城池,当然也需要相应的材料和技术。那么,跟随传统建造的主线,胶合技术就呈现为一条清晰的发展支线。
首先,人类文明早期的两种胶合材料:(1)天然姜石磨碎磨细的白灰面,考古发现5000~7000年前的新石器仰韶文化时期,它被用来涂抹洞穴四壁与地面,效果坚硬且光滑;(2)泥加水混合,含一定量的粘土粒子,遇水有黏性,可粘结草木等。
姜石
科普下何为姜石?
姜石是一种二氧化硅含量较高的石灰石块,常夹在黄土壤中,属于土的钙质结核。
其次,随着人类从洞穴栖居向土木结构建筑发展,在实践中不断总结,人们发现泥巴加水,再加草杆或碎草,搅拌成泥浆,粘结力更好,甚至可以粘结石块。
这就类似我们今天仍能在北方乡下或偏远地区看到的麦草泥,用来抹墙抹灶,还有抹炕,在墙体或灶台表皮抹上一层,牢牢抓护着立面,具有一定防护性能。但风吹雨打,每年需要抹泥修复。唐宋之前土建盛行的时代,这其实是民间最重要的胶合技术之一。
用麦秸泥抹墙的老建筑
第三,围绕土料的成熟运用,对材料认识愈加清晰,于是人们改进技术,出现由粘土、沙子和石灰共同构成的"三合土",加水混合,经夯筑,大力出奇迹,彻底干燥后,无论民建官建,都十分坚固耐用。
在三合土中,有两种胶合材料,共同强化着胶合性能:粘土和石灰。其实,石灰属于气硬性胶合材料。
何为气硬性胶合材料?
不同于水硬性胶凝材料既可在空气中又可在水中硬化,它只能在空气中硬化,才能保持和发展其强度,如石灰、石膏、菱苫土和水玻璃等;气硬性胶凝材料一般只适用于干燥环境,不宜用于潮湿环境,更不可用于水中。
用石灰粉的墙面,会变得斑驳陆离
过去,人们单一用石灰粉出白墙,但雨季淋刷或潮湿影响,墙面会粉化酥化乃至掉皮,就是由石灰的气硬特性决定的。而沙子主要作为骨料配合胶合材料完成级配。
何为骨料?
又叫集料,是三合土中起骨架和填充作用的粒状材料。骨料分为细骨料和粗骨料。在现代混凝土中,沙子是细骨料,碎石为粗骨料。
何为级配?
粗细不同的粒径按照一定比例组合搭配在一起,以达到较高的密实程度从而增加融合强度而进行的搭配。
采用三合土建造的典型案例,有公元413年匈奴人建造的统万城,今为重点国保,位于陕西榆林靖边县,已有1600多年历史。这片地域直到明代,都是中原农耕文明与游牧部落交锋的前沿,今天仍可见统万城残留的高出地面几十米的雄壮城墙。土城墙能矗立1600多年不倒,可见它有多么坚固。
文章来源:《环境技术》 网址: http://www.hjjszz.cn/zonghexinwen/2021/0306/1105.html