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豬血在故宮古建筑中的科學運用

2023年09月01日08:40 | 來源:科技日報
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原標題:豬血在故宮古建筑中的科學運用

  【博覽薈】

  紫禁城內的宮殿建筑不僅雄偉壯觀,油飾彩畫更讓其絢麗奪目。這些油飾彩畫遍布於故宮古建筑的立柱、門窗、斗拱、梁枋、屋檐、天花等木構件的表面,猶如華麗的外衣。而外衣的“內膽”,則是地仗。地仗是由血料、磚灰、面粉、桐油、麻等材料調制而成的灰漿層層疊加而成。地仗包裹在木基層的表面,有利於避免木構件遭受日晒、雨淋、虫咬等破壞。其中,血料由新鮮的豬血與石灰在常溫下配制而成,其配置過程包括三步。第一步將豬血過篩:從市場上購買新鮮豬血,用絲瓜瓤或稻草用力搓揉,將血塊搓成稀血漿,然后過鐵紗網,去掉其中的血絲和雜質。第二步潑石灰水:將塊狀的生石灰置於桶中,注入約石灰4倍重量的清水,均勻調制成稀漿,再過40目鐵紗網,制成淨石灰水。第三步制成血料:將淨石灰水倒入過篩后的血漿內,邊加入邊攪拌,使得石灰與豬血中的蛋白質充分作用,然后再放置在陰涼處2—3小時,即制成色紫、黏稠狀的血料。血料為鹼性材料,具有良好的干燥性能和黏結性能。

  血料在地仗灰中的運用,包含了豐富的科學機理。血料在制備過程中,其中的蛋白質在鹼性環境下分解,與灰漿中的鈣離子產生交聯,將灰漿中的氫氧化鈣、碳酸鈣顆粒緊緊連接起來,因而有利於提高地仗的黏結性能。血料加入灰漿中,因兩者化學作用產生的小氣泡充斥在灰漿中,可以使灰漿顆粒均勻分散,從而增強地仗的和易性。血紅蛋白中羥基、氨基、羧基等活性官能團,可與灰漿材料形成防水的膠合鍵,增強地仗的防水性能。豬血中的血紅蛋白既有親水基又有親油基,其親油基可與灰漿中的桐油較好的融合,親水基可與灰漿中的水分結合,從而在灰漿中形成網格結構,有利於地仗防裂。血紅蛋白中的陰離子基團及親水性基團,可以使灰漿顆粒之間產生靜電排斥力,有利於釋放灰漿中的游離水,從而使地仗可以保持干燥。

  血料在故宮古建筑地仗施工中,有著豐富的運用,“一麻五灰”是常見用法。“一麻五灰”工藝的特點為:從木基層到地仗的最外層,主要用五種灰漿、一次麻。五種灰漿均為油滿、血料、磚灰按體積比配置而成。此處的油滿是由灰油、面粉、石灰水按一定比例調配而成,“滿”即各種材料配齊的意思﹔灰油則是由生桐油、土籽面、樟丹粉按一定比例混合,熬制而成。在地仗施工過程中,油滿為主要膠結材料,血料為輔助膠結材料。

  另外不難發現,從木基層向外的各層灰漿,使用的血料與油滿的比例逐漸增大。由於血料的黏結性能不及油滿,因而這有利於逐漸減小灰漿的黏結力,使得靠近木基層的灰漿黏結力最大、最外層灰漿的黏結力最小。這種配比變化的灰漿,有利於地仗層緊緊包裹在木基層表面,產生良好的保護效果,且避免了地仗層與木基層的剝落問題。

  需要說明的是,豬血在故宮古建筑地仗中並非自明代就有,且與牛羊血有明顯區別。之所以不用牛羊血,是因為牛羊血料黏結性能、和易性能較差﹔豬血料中油脂成分較多,各種性能較好。

  根據退休工匠的介紹,故宮內清早期及更早之前的地仗,其各層灰漿並未使用血料,僅僅是調整油滿的材料比例,地仗表面呈黃色,又被稱為“淨滿地仗”﹔由於清政府的逐漸沒落,地仗灰中大量使用面粉價格高昂,於是宮中參考民間地仗的做法,在地仗灰中摻入血料,保留了部分油滿,地仗表面呈墨綠色。兩種地仗相比,淨滿地仗極其堅硬,而含豬血的地仗有著多種良好的性能。

  綜上可知,豬血在故宮古建筑地仗中的科學運用,是我國古代工匠豐富經驗、卓越智慧的結晶,值得我們研究和傳承。

  (周 乾  作者系故宮博物院研究館員)

(責編:木勝玉、朱紅霞)

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