新石器時代，將“木”、“土”、“石”等天然材料作為建筑的基本材料。

　　石灰，是應用最早的膠凝材料，古希臘人在公元前8世紀已在建筑中使用石灰。

　　中國也在公元前7世紀開始使用石灰。從仰韶文化的半穴居建筑到龍山文化的木骨泥墻建筑，從夏商周時期的宮式和高臺建筑、秦漢時期的磚瓦建筑、明清時期的紫禁城到近代的歷史建筑等，石灰一直是其中不可或缺的建筑材料。

　　本文主要從考古發現及文獻資料簡要介紹中國古代石灰的使用情況及生產工藝。

-I-

古遺址中的石灰使用情況

　　經考古發現，我國新石器時代的很多遺址中均有光滑且堅硬的“白灰面”，如河南鄭州的二里崗遺址、陜西寶雞的斗雞臺遺址；

　　有的甚至還經過燒烤處理，如蒙城尉遲寺遺址；

　　有的先用有的先用草筋泥、紅燒土鋪平，而后再用“白灰面”墁平，如青海民和縣喇家遺址和遼寧建平縣喀喇沁河東遺址。

　　這些做法除了使地面平整、堅固，同時在采光、防潮等功能方面也相應有了改善。

　　河南洛陽的王灣遺址新石器時代文化層特別厚，內含仰韶文化（王灣第一期文化）、仰韶文化向龍山文化的過渡期（王灣第二期文化）和龍山文化（王灣第三期文化）三期。

△王灣遺址發掘現場

　　其中王灣第一期文化的房基均為地上建筑，居住面為草拌泥紅燒土面，表面堅硬龜裂；也有白灰面地坪，類似三合土，十分堅硬平滑。

　　如房基F1，第一層的硬居住面為石灰質，厚5cm。

　　王灣第二期文化建筑的居住面以白灰面居多。即從仰韶文化時期就已經開始使用石灰了。

　　然而，白灰面的第一次發現卻是在安陽后岡遺址。

　　1931年，著名考古學家梁思永先生在安陽后岡遺址（公元前4000年～公元前1100年）首次發現了一層白色石灰狀物質，因不確定其名稱和用途臨時稱其為“白灰面”。

　　后岡遺址是一處龍山時期的大型村落遺址，該遺址中抹白灰面的房址有31座，白灰面厚2~6mm，層次均勻，表面光滑。

　　這些白灰面不僅抹在居住面上、墻上、門道內，而且還抹在窖穴的周壁和底部，有的還抹在柱洞壁上；施用白灰面不僅光滑美觀，更重要的是可以防潮，如F11和F12。

　　另外在一個窖穴（H8）中遺存有未燒透的石灰石，在這些石灰石上還沾著石灰渣。

　　房址F11，木骨垛泥墻，居住面為一層白灰面，保存較好。考古發掘圖如下：

△后岡遺址的房址F11

　　房址F12，土坯墻，室內有五層白灰面。土坯墻內外皆抹以細黃泥，在內墻上還抹一層草拌泥，并在其上抹白灰面。在修建過程中，曾多次粉刷墻面，因而墻面上留下了多層草拌泥和白灰面，發掘現狀圖如下：

△后岡遺址的房址F12

　　在龍山時期人工燒制石灰技術的發明，土坯等新型建筑材料的出現，白灰面防潮設施的廣泛使用，是房屋建筑技術較仰韶文化時期的一大進步。

　　經放射性碳十四測定，后岡遺址的這些白灰面是人工燒制過的天然石灰巖的形成品，與今天人工燒制的石灰已無本質區別。

△后岡遺址

　　山西襄汾縣陶寺遺址（公元前2300年～公元前1900年）為龍山文化時期的遺址，使用XRF、ICP-AES和ICP-MS等技術對該遺址的白灰面分析發現，陶寺遺址的白灰面主要成分為碳酸鈣，原料來源主要在當地，而且是通過石灰石燒制而來的。

　　因此，我國古代先民在4000多年前已掌握燒石灰的技術，并將石灰用作建筑材料。

△陶寺遺址

　　喇家遺址（公元前2200年～公元前1600年）為齊家文化，該遺址是具有寬大環壕的大型聚落遺址，在聚落內分布有密集的白灰面房址。房址的地面和四壁均有白灰面遺跡，先敷一層厚約3cm的黃土草拌泥，后抹厚約0.3~0.7cm的白灰面。

　　從以上考古遺址的發掘可以發現，石灰從仰韶文化時期開始出現，由人工燒制的石灰石而產生，到后來的龍山文化、齊家文化等石灰在建筑中的應用越來越多，而且在不同地區均有應用。

　　到春秋戰國時期，開始有關于石灰在建筑中使用的文獻記載。

　　《左轉》中曾有“成公二年（即公元前589年）八月，宋文公卒，始厚葬，用蜃灰”的記載。

　　古時大蛤稱蜃，而蜃會則是一種水生物大蛤的外殼（其成分主要是碳酸鈣）燒制而成的石灰質材料。

　　這表明貝殼石煅燒成的石灰，在我國春秋戰國之時已被廣泛認識，且利用石灰極易吸收水分的特點，將其用于防潮。

　　《后漢書·楊璇傳》記載：“特制馬車數十乘，以排囊盛石灰于車上，既與賊站，乃順風鼓灰，賊不得視，遂敗。”這說明漢代的石灰產量已相當大了。

　　河北望都二號漢墓（公元182年）的磚砌體使用石灰膠結，磚拱券用石灰漿灌縫，墓的內壁及券面都粉刷了石灰面層，表明此時的石灰技術已經成熟。

-II-

石灰的生產

　　明代文學家于謙在詩作《石灰吟》中，對石灰的鍛煉過程進行了詩意化、象征化的描述：

　　千錘萬鑿出深山，烈火焚燒若等閑。

　　粉骨碎身渾不怕，要留清白在人間。

　　不過真正從石灰的生產技術上進行描述的，是明代的《天工開物》，它從原料的選擇、煅燒燃料及消化方式等對石灰的制作工藝進行了詳細記載：

　　凡石灰，經火梵煉為用。成質之后，入水永劫不壞。億萬舟楫，億萬垣墻，窒隙防淫，是必由之。百里內外，土中必生可燔石，石以青色為上，黃白次之。

　　石必掩土內二三尺，掘取受燔，土面見風者不用。燔灰火料，煤炭居十九，薪炭居十一。

　　先取煤炭泥和做成餅，每煤餅一層，壘石一層，鋪薪其底，灼火燔之。最佳者曰礦灰，最惡者曰窯滓灰。

　　火力到后，燒酥石性，置于風中，久自吹化成粉。急用者以水沃之，亦自解散。

　　需要注意的是，這里提到的“石必掩土內二三尺”，石，即石灰石。石灰石必定在土內二三尺的說法不確切。自然界石灰巖裸露或形成禿山的很多，露出地面常形成“石林地貌”。即使這樣，石灰巖也大都延伸入地下，而不只限于“土內二三尺”。

　　這段文字大意是說：可燔石即為石灰石，主要含碳酸鈣，其中青色的質量較純，黃白色的含有粘土、礦物質等雜質。燒制石灰的燃料，煤炭占十分之九，柴炭占十分之一。

　　先把煤摻泥做成煤餅，然后一層煤餅一層石相間堆砌，底下鋪柴引燃煅燒。火候足后，石頭變脆，放在空氣中會慢慢風化成粉。急用時灌上水，也會自己散開。

　　根據已有的考古發現，隋唐時期就已出現煅燒石灰石的石灰窯，不過確切是從何時開始出現的石灰窯，還有待進一步考古資料證明。如河南鞏義發現一批隋唐時期的窯爐，其形制大小均不同于常見的饅頭窯和瓷窯，而且窯爐內緊密填充青石塊和白灰而不見一片瓷片，故而推之為石灰窯。

△山西的石灰窯遺址

　　當大宗的煤炭作為石灰煅燒燃料時，石灰成本降低。因此，明代以后磚墻砌體全部使用石灰漿，開始了大量使用石灰的時代。

-III-

反應機理

　　以石灰石為原料，經高溫煅燒后得到氧化鈣，即為生石灰：

　　生石灰十分活躍，吸濕性強，與水消化生成氫氧化鈣，即為熟石灰：

　　熟石灰通過吸收空氣中的二氧化碳進行硬化，成為碳酸鈣：

　　這一反應即為石灰的硬化機理，這使得石灰不僅可以作為磚石間的砌筑材料，而且可以用外墻的粉刷材料，在古代廣泛應用于土木工程，使得三合土和夯土技術逐步發展。

　　△石灰的生產流程