100次浏览 发布时间:2024-09-28 09:51:39
石灰与建筑:石灰真是古希腊最先使用的吗?不是。
百科说石灰是古希腊最先使用的,“西元前8世纪古希腊人已用于建筑,中国也在西元前7世纪开始使用石灰。”至今石灰仍然是用途广泛的建筑材料。
图 “公元前8世纪古希腊人已用于建筑,中国也在公元前7世纪开始使用石灰。”至今石灰仍然是用途广泛的建筑材料。
也就是说,地中海沿岸的埃及两河之前是没有石灰的。西元前8世纪古希腊还没有文字。西方的一定要比中国早一百年。
至于中国,180万年前开始用火,用火180万年之后西元前7世纪也就是东周早期开始使用石灰,用了180多万年的时间。
烧制石灰要700-1100摄氏度的高温,这温度也不是那么容易达到的。中国古人使用石灰主要有三大方面,用于建筑,用于农耕,用于医药,地中海沿岸的古代可曾有用于医药农业方面的?
综合起来看,东方神州与地中海沿岸,谁才是石灰的发明地?
“古希腊”连火都是偷盗而来的,能不能烧制石灰都是回事。这么快就可以发现石灰了?
图 石灰图
古代常用的胶结材料是石灰。一般石灰石煅烧后得气硬性石灰,在水中强度低。水硬性石灰石古人常从煅烧蛎壳中获取。
最早使用蛎壳灰的记载北宋嘉佑四年(1059)建造福建泉州洛阳桥(又名万安桥)时。
洛阳桥建于洛阳江入海口处,河宽五里,潮水出没,水深流急,石桥基础的稳固成为建桥的关键技术问题,因此急需水中胶凝材料。
宋人方勺在《泊宅编》中记载:“闽中无石灰,烧蛎壳为灰......故用灰(桥墩)常若新,无纤毫罅隙”。
乾隆《潮州府志·堤防》,提及广东潮州海堤也曾用此技术:“甃山石,运海283问,置陶烧灰,派夫运土填筑。”
水工建筑物用来挡水,因而砌体之间必须用胶结材料胶合,以减少透水性,降低渗润线高度,防止管涌等流弊产生;此外,水工建筑物还要抵抗水压力,以保持建筑物的稳定,因此,也需要胶结材料将砌体连缀,形成整体,以提高建筑物抗滑和抗倾覆的稳定性。
石灰在古代药书中的别名:垩灰、希灰、石垩、五味、染灰、散灰、白灰、味灰、锻石、石锻、矿灰、白虎。
葛洪还曾将生石灰、草木灰(含有碳酸钾)加水熬制成浓汁,涂在黑痣上,用以除去皮肤上的黑痣。
生石灰是氧化钙的俗名,氧化钙与水反应生成氢氧化钙.该化学方程式为:CaO+H2O=Ca(OH)2。
石灰水是指氢氧化钙的水溶液,浑浊的石灰水是石灰水中的氢氧化钙与二氧化碳反应产生沉淀。石灰水是人类最早应用的胶凝材料。石灰水在土木工程中应用范围很广。
陶弘景:“石灰,今近山生石,青白色,作灶烧竟,以水沃之,即热蒸而解末矣。性至烈,人以度酒饮之,则腹痛下痢。疗金疮亦甚良。”
《唐本草》:“石灰,《名医别录》及今人用疗金疮止血大效。若五月采蘩缕、葛叶、鹿活草、槲叶、芍药、地黄叶、苍耳叶、青蒿叶,合石灰捣为团如鸡卵,暴干,末,以疗疮生肌,大验。”
《本草图经》:“石灰,今所在近山处皆有之,此烧青石为灰也。又名石锻,有两种:风化、水化,风化者,以锻了石,置风中自解,此为有力;水化者,以水沃之,则热蒸而解,力差劣。古方多用合百草团,末,治金创殊胜。今医家或以腊月黄牛胆取汁搜和,却纳胆中,挂之当风,百日,研之,更胜草叶者。”
《本草纲目》:“今人作窑烧之,一层柴,或煤炭一层在下,上累青石,自下发火,层层自焚而散。入药惟用风化、不夹石者良。”
清代徐端《安澜纪要》卷上说:“盖砌石砌砖,彼此本不相联属,恃有灰浆联为一体,所以成其固也....盖灰浆乃石工第一要素。”
因此,胶结材料是保证水工建筑物安全的关键之一,也是水工建筑物较非水工建筑物更多技术复杂性的原因。
所以,烧制石灰时除海砺壳外,还要“置陶”烧灰。这样就与水泥原料基本相同。不过石灰所需煅烧温度只要900~l100℃,比水泥所需的烧制温度(1450℃)较低。水硬性石灰加沙成浆后,用以砌石,在水中可以继续硬化,其抗压强度可达25千克/平方厘米。
牡蛎灰胶结性能早在唐代的文献中已有记载,例如煮盐时用以盛盐卤的竹盘,为使其不漏,“竹盘者,以篾细织,竹镬表里以牡蛎灰泥之,自收海水煎盐之,谓之野盐”(唐·刘恂:《岭表录异》,广东人民出版社,1983年,第37页。)。
明末宋应星在其著名的《天工开物·燔石》一书中特别介绍了石灰和蛎灰的制造技术。
石灰是用青色石(石灰石)煅烧而成,方法是“先取煤炭、泥和做成饼,每煤饼一层,叠石一层,铺薪其底,灼火燔之”,“成质之后,入水永劫不坏”。
蛎灰制作方法与石灰相同。
二者“粘砌城墙桥梁,调和桐油造舟,功皆相同”,不过蛎灰为蛎壳烧制,蛎房“经年久者,长成数丈,阔则数亩,崎岖如石假山形”,其化学成分与蚬(即蛤蚌)不同。“有误以蚬灰为蛎灰者,不格物之故也”(《天工开物·燔石》)。
不仅蛎灰可为胶结材料,蛎房生长本身就自然形成对散石的凝结。
在蔡襄主持洛阳桥施工时,首先沿桥纵轴线抛石,形成一道堆石基础。如何将散石体固结呢,当时人注意到海边的牡蛎可以牢固地附着在船底或礁石上,于是萌生利用生物固结的想法。
“又种蛎于础,令其附生而固”(明·仇俊卿:重修洛阳桥记,《明文海》卷384,中华书局影印本,第3971页,1987年。),从而形成一道长三百多丈、宽一丈五尺的稳固基础,再在此石基上砌筑桥墩,成功地完成了建桥任务。
由于蛎房胶结成为巩固石桥基础的关键,桥成以后“即多取蛎房散置石基上,岁久延蔓相粘,基益胶固矣。元丰初,王祖道知州,立法,辄取蛎者徒二年”(宋·方勺:《泊白宅编》卷中,金华丛书本。),严格立法,禁止在桥基一带采蛎。
距今大约1500年前,古代中国的建筑工人将糯米和熟石灰以及石灰岩混合,制成浆糊,然后将其填补在砖石的空隙中,制陈了超强度的“糯米灰浆”。
糯米砂浆是现存修复古代建筑的最好材料。糯米砂浆被认为是历史上最伟大的技术创新之一。
主要成分
糯米灰浆的成分包括了:熟石灰、糯米浆和一些沙石。糯米灰浆可能是世界上第一种使用有机和无机原料制成的复合砂浆,比纯石灰砂浆的强度更大、更具耐水性。
为何糯米灰浆如此牢固?
科学研究发现了一种名为支链淀粉的“秘密原料”,似乎是赋予糯米砂浆传奇性强度的主要原因。支链淀粉是发现于稻米和其他含淀粉食物中的一种多糖物或复杂的碳水化合物。
科学家表示:“分析研究表明,古代砌筑砂浆是一种特殊的有机与无机合成材料。无机成分是碳酸钙,有机成分则是支链淀粉。支链淀粉来自于添加至砂浆中的糯米汤。
此外,我们发现,砂浆中的支链淀粉起到了抑制剂的作用:一方面控制硫酸钙晶体的增长,另一方面生成紧密的微观结构,而后者应该是令这种有机与无机砂浆强度如此之大的原因。”
图 钓鱼城是“垫灰”粘结石头而成的
赫连勃勃营建统万城,以性极残暴的名匠叱干阿利作大匠总其事。
《晋书·赫连勃勃载记》称:“阿利性尤工巧,然残忍刻暴,乃蒸土筑城,锥入一寸,即杀作者而并筑之。”
史书载有将工匠筑进城墙内的暴行记录。据说当年在督造城墙时,将土掺和了牛羊血层层铺筑,用力夯实,再堆柴烧烤,以求坚硬。每层夯筑好就命令士兵用大铁锥锥之,铁锥刺入墙壁一寸,筑城的人就要被杀掉并把血尸一起筑入墙内。
统万城建成后,以城墙极其坚固而闻名。
据《魏书·铁弗刘虎传附赫连昌传》记载:“击之火出、其坚可以砺刀斧”。
《西夏纪事本末》卷一说:“城基如铁石,攻凿不能入。”
郦道元《水经注·河水》描述道:“雉堞虽久,崇墉若新。”
后人发现这座城垣,真的如铜墙铁壁,可以当磨刀石来砥砺锐器。当年的城墙用土是一种特殊的白色黏土,加上沙子和石灰按照比例搅拌夯实后,居然达到了250号水泥的硬度。
经化验鉴定,城土的主要成分是石英、黏土和碳酸钙。石英即砂粒,碳酸钙是石灰(氧化钙)吸收二氧化碳而来。砂、黏土、石灰加水混合便成三合土,是优良的建筑材料,至今仍广泛使用。
石灰遇水,体积迅速膨胀,挤压砂、土,使之紧密结合,故非常坚硬。用三合土筑城,虚烧制大量石灰,“蒸土筑城”大概就指此而言。或者生石灰加水使用,在其便成熟石灰的过程中释放出大量热气,犹如蒸雾弥漫,以致有“蒸土”的形象说法。
除了建筑,古代还用做石灰医药,农业用石灰,只要是改良土壤,杀虫。
此外,石灰也是炼丹所需,它可以“伏雄黄、硫黄,制卤砂去锡晕”等。石灰由石灰石烧制而成,陶弘景掌握了石灰的制法:
“近山生石,青白色,作灶烧竟,以水沃之,即热蒸而解未矣。”(《本草经集注》、《证类本草》)
陶弘景的炼丹方法主要是传统的升华法,即“加热密封的鼎炉,使药物氧化成氧化汞、氧化神、氧化铅等混合物,继续加热,使这项氧化物升华。这些氧化物在鼎炉顶部冷却结晶,即成赤红色的‘丹粉’。