明代长城修筑中是否使用了传统糯米灰浆技术？

■尚 静 张秉坚 胡瑜兰

长城在我国修筑的历史悠久，早在东周时期就开始修建长城以抵御北方少数民族的侵扰，后代又继续加以扩建和修筑，明代便是秦代之后又一大规模修建时期，并且明长城至今仍有大量比较完整的建筑遗迹存世。明长城能在崎岖的山峦沟壑间经历数百年风雨、地质沉降、大小地震和战争侵袭仍然屹立不倒，究竟使用了哪些建筑技术呢？这是今天人们研究和保护它必然要提及的问题。而是否使用了中国传统糯米灰浆技术就是其中最主要的问题之一。

糯米，古代又称作“秫米”“黄米”，通常和石灰混合制成糯米灰浆。用糯米灰浆黏结、填充砖、石等构件，可以使建筑物更加稳定坚固，不易毁坏。相较于油脂类、蛋白质类、糖水类和血料类灰浆，糯米灰浆的黏结效果更好，是中国传统有机－无机复合灰浆中应用最广泛的一种。

明代前后各朝代糯米灰浆技术的应用情况

糯米灰浆技术是否应用于明长城的修筑，可以先考察明代前后各朝代相关技术的应用状况。文献中记载的糯米灰浆名称包括“石灰秫粥”“灰粥”“磁灰米汁”“石灰米汁”“米汁石灰”“糯米石灰”“米汁灰浆”等。

在以往的研究中，通常认为传统糯米灰浆最早的使用年代不晚于南北朝时期，依据是这一时期的河南邓县彩色画像砖墓（公元5世纪末至6世纪初），以及河北抚宁长城（公元563年）的黏结灰浆样品中，检测出了淀粉成分。早于文献记载的考古发现还有南昌市区发现的唐代城墙和墙基遗址，经考证该遗址建于唐太宗贞观十四年(公元640年), 城墙用青砖垒砌,以糯米石灰勾缝。

在国家科技支撑计划课题和国家文物局“指南针”项目的资助下，在各地文博单位的帮助下，经过2012—2018年近6年的时间，浙江大学文物保护材料实验室对我国22个省（自治区、直辖市）的159处古建筑遗址的378个古代灰浆样品进行了化学检测，共有96处古建筑及遗址的219个样品检出有机添加物成分。其中，含有淀粉成分的样品112个，含有油脂类的87个，含有蛋白质类的59个，含有糖水类的14个，含有血料类的5个，同时含有两种有机物的样品有48个，含有三种有机物的样品有5个。

在浙江大学文物保护材料实验室的检测中，检出含有淀粉的最早灰浆样品为江苏徐州东汉墓的灰浆样本，根据取样情况，其年代相对明确，样本污染的可能性较低，因此可信度较高。

检测出含淀粉成分的古建筑遗址灰浆样品的历史年代分布见下图。其中“+”表示弱阳性，“++”为中阳性，“+++”为强阳性反应。

含淀粉成分的古建筑遗址灰浆样品的历史年代分布（其中“+”表示弱阳性，“++”为中阳性，“+++”为强阳性反应）

从图中可以看出，虽然从汉代开始，人们就将糯米等淀粉作为添加剂用于建筑工程，并且在后世有更广泛的使用，但明代是糯米灰浆使用的最高峰。

明代糯米灰浆技术的发展和应用

明代中国社会本土技术发展渐入高峰，各个行业领域的书籍争相面世，官修和民间撰写的书籍数量庞大，其中就有不少记录了糯米灰浆的应用状况。

1.明代糯米灰浆技术的发展

明代宋应星《天工开物》：“灰一分入河砂,黄土二分, 用糯米、羊桃藤汁和匀, 经筑坚固, 永不隳坏, 名曰三合土”。将石灰一分混入河沙，加上黄土两分混合，掺入糯米汁、羊桃藤汁，搅拌均匀能制成三合土，夯实坚固后可以永久不坏，记录了糯米灰浆的配方和制作三合土的方法。

2.明代糯米灰浆技术的应用

顾炎武撰写的《天下郡国利病书》：“正统三年八月乙未筑高邮湖堤。堤长四百二十五丈，旧用土筑，遇风浪撞激輙败。间用木橛苇束蔽护，亦不经久。至是甃以砖石，复以糯米糊和灰固之，始坚致可久矣。”记载了明英宗修筑高邮湖堤的事件，之前的湖堤都是用土和木头芦苇夯筑而成的，这种河堤并不持久。明英宗时期修高邮湖堤则是用砖石砌成，再用糯米糊和石灰做黏合剂加固。

明代吕毖编撰的《明朝小史》：“帝筑京城用石灰秫粥锢其外，时出阅视，监掌者以丈尺分治之。上任意指一处，击视皆纯白色，或稍杂泥土即筑，筑者于垣中，故金陵城最固”。记载了明初修建南京城时糯米灰浆的使用情况，工匠在修建南京城时使用了掺入秫米浆（糯黄米）的石灰灰浆，若是砸开查看灰浆颜色，便可发现灰浆皆为纯白色，如有杂色则表明质量不好。

明代文献中也有不少记录了在修建各种工程时使用糯米灰浆技术。基本做法是将糯米浆与泥沙、黄土等混合，用于砖瓦建筑的黏结和填充，由此使整个建筑物黏连在一起，达到稳固的效果。

3.明代糯米灰浆技术效果的评价

对糯米灰浆技术效果的评价在明代文献记载中也有所体现：“台墙砌以砖，用沙、瓦屑、石灰三和土筑之，筑尺许以糯米汁沃之，或以片糖汁沃之，日久，坚硬如铁。送发猛铳，可保无虞”。敌台城墙用砖块砌成，用沙、瓦屑、石灰的三合土作为胶结材料，筑造一尺左右就浇一遍糯米汁或者糖汁，时间长了，这样筑造的敌台可以像铁一样坚硬，在作战中不会坍塌。而这种加入糯米汁的三合土,也就是糯米灰浆, 有硬度大、持久性能好、防渗性能好等优点。

根据当时的工程建造情况和文献记载来看，大部分重要建筑，包括城墙、殿宇、水利工程和墓葬修筑中都用到了糯米灰浆。

明代长城的修建

中国社会到了明朝，政治上封建专制统治空前加强，经济上生产力大力发展。在这样的背景下，为了巩固政权，抵御北方少数民族的侵扰，明代开始了历史上最大规模的砖石长城修建。

长城修建工程量庞大，需要大量的人力、财力和物力。在皇帝的主持下，内阁票拟，司礼监批红，六部和地方执行修建。据万历《明会典》卷一百八十一《工部一》记载：“尚书、左右侍郎，掌天下百工营作、山泽采捕、窑冶、屯种、榷税、河渠、织造之政令”，营缮清吏司“分掌宫府、城垣、坛庙经营兴造之事”。工部掌管工匠，主持采矿、金属冶炼、屯粮、征税、河渠、纺织，还要主持修建宫殿、城墙和祭坛祖庙等，可以推断明长城的修建必须通过工部，由工部提供后勤、技术和物质支撑。

除此之外，还有许多文献记载了明代在各地修缮长城的事项，包括烽火台、隘口、敌台、哨墙、寨堡等长城配套的防御设施中都有涉及。糯米灰浆在当时已是一项很成熟的技术，尽管在历史文献中还没有找到修建明长城过程中如何配制糯米灰浆的记录，但是在北京、河北等地发现的明朝时期修建长城的石刻碑文中有不少关于“白灰勾缝”的记载。

明长城灰浆中糯米成分的检测

为了考察验证明长城修建过程中究竟是否使用了糯米灰浆技术，在中国文化遗产研究院等文博单位的大力支持下，浙江大学文物保护材料实验室对明代长城灰浆进行了抽样采集和检测。

明长城灰浆的采样主要是从原始长城城墙倒塌断裂处收集，分别取自：北京长城金山岭段明代长城（公元1368年修筑）、河北秦皇岛明代长城板厂峪段（公元1573年修筑）、北京明代长城延庆段（公元1543—1644年修筑）三段明代长城（准确建造年代可能有所差异，但肯定是明代灰浆）。共计取样22个，每个样品重约100～150克，分别用自封口密封塑料袋包装。

2.检测方法与结果

检测方法采用浙江大学文物保护材料实验室开发的成套化学技术，主要鉴别灰浆是否存在淀粉、油脂、蛋白质、糖类和血液等添加物。基本化学原理是：使用碘-淀粉试验法测定淀粉；使用高碘酸钠氧化法测定油脂；使用考马斯亮蓝染色法测定蛋白质；使用班氏试剂法测定糖类；使用酚酞试验法和血色原结晶实验法鉴定血料。

检测结果发现，在来自3处明长城取样点的22个样品中，有9个样品检测出有机物，其中7个样品发现含有淀粉，1个样品含有蛋白质，1个样品含有血料。

由于灰浆样品年代比较久远，未检出的样品是原来就没有添加糯米成分还是因为风化降解使浓度低于检测限？目前还很难判别。但是，已发现有接近三分之一的灰浆样品含有糯米成分，这足以说明明代长城修筑时使用了糯米灰浆技术。

结 论

人类探索“复合”材料的实践已有数千年的历史，中国的糯米灰浆是最典型案例之一，至少在南北朝时期(公元386—589年)就已出现，经过历代逐渐改良，已被广泛应用于宫殿、城墙、水利设施和墓葬等建筑的修筑，各种古代文献也证明了这一点。到明代时，糯米灰浆技术已处于应用发展的高峰。

明长城是由朝廷官方组织修建，是长城修筑历史上规模最大的工程之一。通过对3处明长城遗址的22个灰浆样品的检测分析，发现接近三分之一的灰浆样品含有糯米成分，该检测结果证实明长城修筑中使用了糯米灰浆技术。

明代糯米灰浆技术也延续到了清代。清晚期由于军事防御需要，将糯米灰浆大量运用到修建炮台等军事建筑中，直到近现代出现水泥才将糯米灰浆取代。由此可见，糯米灰浆技术在中国古代建筑史上发挥过重要作用，许多古代建筑能够留存至今糯米灰浆功不可没。

责编：丁涛

监审：韩凤凤