中國(guó)古代的“有機(jī)水泥”——糯米灰漿

提起中國(guó)的古代建筑，也許你會(huì)想到復(fù)雜精巧的木結(jié)構(gòu)，歷經(jīng)滄桑的秦磚漢瓦，還有古老而厚重的城墻。其實(shí)，除了少數(shù)巧奪天工的神作之外，絕大部分建筑都需要一樣類似現(xiàn)在水泥的粘合劑。有了它，古代建筑才能如此堅(jiān)固，經(jīng)歷風(fēng)雨，甚至保存至今。

追溯這種粘合劑的發(fā)展歷史，早在商代以前，我國(guó)古代建筑工匠就開始使用建筑粘合劑，主要是拌上草的黃泥漿。從周代開始逐漸被石灰取代，后來又開始流行由石灰、黏土和沙子組成的“三合土”。這三種東西按一定比例加水混合，就會(huì)相互粘合在一起，干燥后異常堅(jiān)固。

作為粘合劑，“三合土”顆粒還是比較粗糙，一定程度上影響了粘合效果。于是，中國(guó)古代中國(guó)人又找到了一種“秘密武器”——糯米。

距今大約1500年前的南北朝時(shí)期，中國(guó)古代的建筑工匠將糯米和熟石灰以及石灰?guī)r混合，制成漿糊，然后將其填補(bǔ)在磚石的空隙中，制成了超強(qiáng)度的“有機(jī)水泥”——糯米灰漿。

作為粘合劑的糯米灰漿

那么，為何糯米灰漿會(huì)有如此神奇的強(qiáng)度呢？

科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)了一種名為支鏈淀粉的“秘密原料”，它似乎是賦予糯米砂漿神奇強(qiáng)度的主要原因。支鏈淀粉是發(fā)現(xiàn)于稻米和其他含淀粉食物中的一種多糖物或復(fù)雜的碳水化合物。

科學(xué)家表示：“分析研究表明，古代砌筑砂漿是一種特殊的有機(jī)與無機(jī)合成材料。無機(jī)成分是碳酸鈣，有機(jī)成分則是支鏈淀粉。支鏈淀粉來自于添加至砂漿中的糯米湯。

“此外，砂漿中的支鏈淀粉起到了抑制劑的作用：一方面控制硫酸鈣晶體的增長(zhǎng)，另一方面生成緊密的微觀結(jié)構(gòu)。而后者應(yīng)該是令這種有機(jī)與無機(jī)砂漿強(qiáng)度如此之大的原因。”

科學(xué)家們?cè)谥袊?guó)長(zhǎng)城（明長(zhǎng)城）的城墻粘合物中發(fā)現(xiàn)了糯米的成分。于是，糯米灰漿被認(rèn)為是長(zhǎng)城的主要粘合材料，而這種強(qiáng)度很大的粘合材料也被認(rèn)為是萬里長(zhǎng)城千年不倒的原因之一。

明長(zhǎng)城

事實(shí)證明，用糯米灰漿粘合的磚石建筑更加結(jié)實(shí)耐久。泉州建于唐宋時(shí)期的多座古橋和古塔，挺過了7.5級(jí)的強(qiáng)震；建立于明代的南京、西安、荊州等古城墻，歷經(jīng)600多面仍巍然挺立……

泉州建于南宋的安平橋

西安古城墻

既然糯米砂漿粘合強(qiáng)度如此高，那么，它是否能用于古代建筑物的修復(fù)？

為了得到這個(gè)問題的答案，研究人員準(zhǔn)備了摻入糯米湯的石灰砂漿和傳統(tǒng)石灰砂漿，測(cè)試比較兩者的粘合性能。

兩種砂漿的測(cè)試結(jié)果表明，摻入糯米湯的石灰砂漿的粘合性能更穩(wěn)定，機(jī)械強(qiáng)度更大，兼容性更強(qiáng)，這些特點(diǎn)表明糯米砂漿是修復(fù)古代石造建筑的合適材料。

西昌老城區(qū)的建昌古城墻的修復(fù)，就是全部用糯米灰漿代替現(xiàn)代水泥，這種修復(fù)方式取得了良好的效果。

修復(fù)后的建昌古城

不過，糯米灰漿這種強(qiáng)力粘合劑只是多用于國(guó)家大型工程，而很少用于民居，這是為什么呢？

因?yàn)?，糯米早在先秦時(shí)期就是我國(guó)南方的重要糧食。在“民以食為天”的古代社會(huì)，保證糧食生產(chǎn)以養(yǎng)活更多人口才是頭等大事。糯米灰漿建房不僅成本高，而且浪費(fèi)糧食。所以，這種粘合劑一直沒有得到廣泛應(yīng)用。