紫禁城建成至今已有600年，其數量龐大的古代宮殿建築群曆經無數風雨而保存完好，離不開我國古代工匠科學的營建方法，而白礬的科學運用則為(wei) 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、瓦石、彩畫、裱糊等工程中巧妙地摻入了白礬，增強了建築的穩定性和耐久性。

　　紫禁城建立在元代皇宮遺址上，其基礎做法特征為(wei) ：原有地基被全部挖去，然後重新由人工回填基礎，即一層三七灰土（生石灰與(yu) 黃土的質量比為(wei) 3∶7）、一層碎磚，反複交替。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後，潑灑在打好的灰土上。糯米和白礬的用量為(wei) ：每平方丈（10.24平方米）用糯米225克，白礬18.75克。紫禁城古建築在600年裏曆經了數百次地震而保持完好，基礎的穩固作用是重要前提。現代科學研究表明：明礬摻入灰土中後，形成鈣礬石，其固相體(ti) 積膨脹對糯米灰漿的幹燥收縮起了一定補償(chang) 作用，因而有利於(yu) 提高灰土的抗壓強度、耐水性能和耐凍融性能。

　　紫禁城古建築的台基、欄板、禦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》卷五十二載規定了漢白玉、青白石等石材鋪墁時，石材與(yu) 基層接縫處灌漿的灰漿材料為(wei) “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(liang) ”，此處“合”為(wei) 體(ti) 積單位，為(wei) 一升的十分之一。摻入白礬的灰漿材料不僅(jin) 使得石材與(yu) 基層牢固結合，還有防水效果。另外，紫禁城古建築石材加固修繕中，部分鬆動的石材采用鐵件拉接時，一般需要用白礬水灌入石材與(yu) 鐵件之間的縫隙中，當水分揮發後，白礬變成硬質結晶體(ti) ，可以將鐵件固定在石材中。

　　紫禁城古建築額枋至屋簷部位的外表麵均繪有絢麗(li) 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（由動物骨骼熬製成的膠）、清水按一定比例調製而成。一般而言，用於(yu) 彩畫的白礬與(yu) 水膠質量比為(wei) 1∶1，水的摻和量根據需要確定。彩畫的地仗層（用灰油、白麵、石灰水、血料、磚灰、線麻、夏布等材料組成的彩畫基層）做好後，在其表麵刷一層較稀的膠礬水，可以使地仗的底色與(yu) 染色互不混淆吸附，有利於(yu) 彩畫紋飾清晰地黏印在地仗表麵。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並與(yu) 彩畫顏料發生化學反應等作用，以保證彩畫顏色的幹淨和鮮豔。

　　紫禁城後妃居住的寢宮室內(nei) 多有裱糊裝飾。北方冬天比較寒冷，古代工匠會(hui) 在室內(nei) 牆體(ti) 和天花板位置安裝木龍骨，在其表麵神裱糊防護材料，如錦緞、紗、絹、紙張等，既保暖防塵，又能起到華麗(li) 的裝飾效果。而紫禁城古建築室內(nei) 裱糊所用的漿糊，則是由麵粉放入水中煮，並摻入白礬、蠟、川椒、白芨等材料混合而成。我國古代的裝裱工程相關(guan) 文獻中多載有摻入白礬的做法，如元代《秘書(shu) 監誌》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”。現代科學研究表明：適當量的白礬形成膠體(ti) 後，可促進澱粉沉澱，避免裱糊的接縫開裂，還可產(chan) 生吸水、幹燥、防腐、抑菌等效果。

　　此外，白礬溶於(yu) 水中，可生成氫氧化鋁。當白礬水塗抹於(yu) 木材表麵時，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結合水，吸收大量的熱量而導致木材表麵溫度降低，而同時生成的氧化鋁是一種具有惰性且吸熱的化合物，放熱低，從(cong) 而產(chan) 生阻燃效果。紫禁城古建築以木結構為(wei) 主，其表麵的油飾彩畫、室內(nei) 牆體(ti) 、頂棚的裝飾材料中摻入白礬，起到阻隔或緩解古建築火災的作用。

　　綜上所述，紫禁城古建築的營建中巧妙地采用了我國傳(chuan) 統中藥藥材——白礬，這是我國古代建築科學的反映，亦體(ti) 現了我國古代工匠卓越的建築智慧。

　　（作者係故宮博物院研究館員）

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