王怡婕，秦天悅，戴仕炳

1 明磚石長(zhǎng)城保護(hù)現(xiàn)狀與灰漿問題

1.1 明薊鎮(zhèn)長(zhǎng)城建造形式

已公布的歷代長(zhǎng)城中，明長(zhǎng)城資源保存較為完好，形制和類型豐富，是現(xiàn)存長(zhǎng)城遺跡中的精華，具有極高的歷史文化價(jià)值。

明朝200 多年的長(zhǎng)城修筑逐步形成了“九邊”分區(qū)防守、分段管理的制度。為加強(qiáng)京城的防務(wù)與戰(zhàn)備需要，明嘉靖年間在原九鎮(zhèn)（甘肅鎮(zhèn)、固原鎮(zhèn)、寧夏鎮(zhèn)、延綏鎮(zhèn)、山西鎮(zhèn)、大同鎮(zhèn)、宣府鎮(zhèn)、薊鎮(zhèn)、遼東鎮(zhèn)）的基礎(chǔ)上，從原薊鎮(zhèn)中單獨(dú)分離出了昌平鎮(zhèn)和真保鎮(zhèn)，萬歷年間又從薊鎮(zhèn)析置出山海鎮(zhèn)，固原鎮(zhèn)析置出臨洮鎮(zhèn)。自此明長(zhǎng)城九邊十三鎮(zhèn)的整體軍事防御格局完善并確定。

東部的明長(zhǎng)城以磚石包砌或壘砌為主，西部則多以夯土構(gòu)筑。其中明長(zhǎng)城墻體長(zhǎng)度為8851.8km[1]46，占長(zhǎng)城總量的約40%。而明長(zhǎng)城遺存中，磚石質(zhì)長(zhǎng)城最為堅(jiān)固，也是長(zhǎng)城遺存的精華，其總長(zhǎng)度約2034.6km，為明代長(zhǎng)城總長(zhǎng)度的23%，其中石質(zhì)墻體1657.4km，磚質(zhì)邊墻377.3km[1]68。從構(gòu)造類型上，可將磚石質(zhì)長(zhǎng)城墻體劃分為石砌、磚砌、磚石混筑3 類，這主要是從墻體外部砌體材料考量，實(shí)際由于防御等級(jí)不同、材料采集情況不同，墻體砌筑方式和材料組合會(huì)有非常豐富的變化。總體上，磚石質(zhì)墻體多見于薊鎮(zhèn)和宣府鎮(zhèn)，遼東鎮(zhèn)、大同鎮(zhèn)、太原鎮(zhèn)則以石質(zhì)墻體為主。明長(zhǎng)城磚砌墻體中以薊鎮(zhèn)段最具代表性。薊鎮(zhèn)段同時(shí)也有磚砌、石砌、夯土等多種構(gòu)造類型。但薊鎮(zhèn)作為離京師最近的軍事防御聚落，需要更加防范北方少數(shù)民族侵入，因而薊鎮(zhèn)較其他防御軍區(qū)的明長(zhǎng)城，等級(jí)更高，防御的要求也更高，因此建造過程中使用了大量青磚砌墻[2]。

1.2 明長(zhǎng)城保護(hù)灰漿問題堪憂

自20 世紀(jì)“愛我中華，修我長(zhǎng)城”運(yùn)動(dòng)開始，受到國外各類保護(hù)理念的持續(xù)影響，長(zhǎng)城作為如此大體量與規(guī)模的建成遺產(chǎn)，經(jīng)修繕后呈現(xiàn)不同的現(xiàn)存狀態(tài)（圖1），反映了我國對(duì)合適保護(hù)方式的不斷嘗試與探索。而近年來，對(duì)長(zhǎng)城本身病害的科學(xué)分析及對(duì)經(jīng)過修復(fù)或維修后出現(xiàn)的一系列問題的科學(xué)評(píng)估等，引發(fā)了對(duì)維修理念、保護(hù)材料等方面的再思考。從材料角度出發(fā)，許多現(xiàn)存長(zhǎng)城開裂、坍塌（圖2），甚至在修繕后就發(fā)生坍塌的現(xiàn)象，很有可能與原始灰漿的失效，或者修復(fù)時(shí)使用的石灰性能不滿足要求有關(guān)，而目前的研究在兩者之間沒有建立關(guān)聯(lián)。我國遺產(chǎn)科學(xué)保護(hù)尚屬起步階段，對(duì)長(zhǎng)城石灰缺乏系統(tǒng)科學(xué)分析，也缺乏適用于遺產(chǎn)保護(hù)的建筑石灰標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范以及用于指導(dǎo)施工的石灰工藝導(dǎo)則，現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)[3-4]完全不能滿足研究或?qū)嵺`需要，很多情況在保護(hù)設(shè)計(jì)或施工中只能采用“原材料、原工藝”等來表述。對(duì)于鎂質(zhì)石灰，國內(nèi)相關(guān)研究鮮少發(fā)表[5]。

1 經(jīng)修繕后不同現(xiàn)存狀態(tài)的明薊鎮(zhèn)長(zhǎng)城

2 未經(jīng)修繕的不同現(xiàn)存狀態(tài)的明薊鎮(zhèn)磚石長(zhǎng)城遺址

2 鎂質(zhì)石灰在明薊鎮(zhèn)長(zhǎng)城上的發(fā)現(xiàn)

2.1 明代石灰工藝概述

石灰工藝相關(guān)的修建技術(shù)，應(yīng)該包括石灰種類選擇、消解方式及配方設(shè)計(jì)、工藝優(yōu)化等一系列內(nèi)容[6]19。尤其在配方設(shè)計(jì)上，我國古代勞動(dòng)人民通過在石灰中添加糯米、桐油、血料等材料，使得石灰凝膠材料的品種和性能有了很大的發(fā)展和改進(jìn)[7]。

明代《天工開物》是歷史上首次系統(tǒng)地總結(jié)了石灰的生產(chǎn)過程、性能和原材料的文獻(xiàn)，特別是其對(duì)生產(chǎn)過程的詳細(xì)描述1），可見明代對(duì)石灰石的遴選和燒制的工藝，書中也對(duì)石灰中摻入配料用以筑造作了較詳細(xì)的配比描述2）。

明長(zhǎng)城營造工程具有嚴(yán)密的質(zhì)量體系，對(duì)建造所需石灰制定有嚴(yán)格的管理制度。由于華北地區(qū)燃料不足，因而石灰成為核心資源，工部對(duì)物料的領(lǐng)用建立了放支制度。明代燒制石灰的人力主要有軍戶、工匠、役工3 種，其中，軍戶負(fù)責(zé)長(zhǎng)城等重要工程使用的石灰，因而明長(zhǎng)城的石灰生產(chǎn)都由駐防軍隊(duì)完成[8]。明代北京石灰均在石灰山等處燒造，每座窯爐和燃料（其時(shí)所用燃料為柴薪）和用工及產(chǎn)量都有明文規(guī)定3），且對(duì)燒成品也有驗(yàn)收制度以確保質(zhì)量4）。

初步研究表明，燒成的生石灰被運(yùn)到建造地點(diǎn)，很可能采用《天工開物》描述的風(fēng)吹方式消解，或采用少量的水干法消解過篩。細(xì)灰（包括未燒透的石灰石）不添加任何外來的砂石4），而添加少量的水直接用作砌筑或勾縫，局部灌漿（圖3、4）或在土質(zhì)邊墻頂部作為防滲，篩余的大的未燒透的石灰石則用作墻芯填充料（圖5）。在北京八達(dá)嶺坍塌的墻芯發(fā)現(xiàn)未燒透的白云石石灰?guī)r和經(jīng)歷約400 年沒有碳化的鎂質(zhì)石灰。微觀上，這類灰漿具有類似現(xiàn)代混凝土的致密結(jié)構(gòu)（圖4）。有關(guān)長(zhǎng)城灰漿的工藝特征將有專文論述。

3 長(zhǎng)城建造主要石灰工藝

4 北京司馬臺(tái)鎂質(zhì)砌筑灰漿微觀結(jié)構(gòu)

5 北京八達(dá)嶺墻芯中發(fā)現(xiàn)的未燒透的帶有沒有碳化的Mg(OH)2 環(huán)邊的白云質(zhì)石灰石

2.2 現(xiàn)代石灰標(biāo)準(zhǔn)中的鎂質(zhì)石灰

現(xiàn)代科學(xué)研究[9-13]可以清楚地將新的建筑石灰和歷史灰漿根據(jù)固化機(jī)理等分為兩大類：一類為氣硬性石灰，另一類為水硬性石灰。其中氣硬性石灰指需要有CO2才能發(fā)生反應(yīng)而固化的石灰，按照成分的不同又可以分為鈣質(zhì)石灰與鎂質(zhì)石灰。

鈣質(zhì)石灰與鎂質(zhì)石灰雖然都?xì)w類為氣硬性石灰，但是兩者差異明顯：

第一，燒制鈣質(zhì)石灰和鎂質(zhì)石灰的石灰?guī)r不同。鈣質(zhì)石灰由高鈣石灰?guī)r（沿海地區(qū)也使用牡蠣殼）燒制而成。而燒制鎂質(zhì)石灰的是白云石灰?guī)r或白云巖，顏色潔白如云，質(zhì)硬而細(xì)膩，因而常用作雕刻材料。

第二，煅燒的溫度和煅燒產(chǎn)物不同。高鈣石灰?guī)r在900℃～1100℃下煅燒生成氣硬性高鈣生石灰（CaO）。而白云石灰?guī)r在730℃～790℃就分解為游離氧化鎂（MgO）和碳酸鈣（CaCO3），900℃左右CaCO3分解為氧化鈣（CaO）[6]68。因此，相較鈣質(zhì)石灰，鎂質(zhì)石灰燒成溫度低，含有不可忽視比例的氧化鎂（MgO）。

第三，鈣質(zhì)生石灰和鎂質(zhì)生石灰的消解、固化過程不同。低溫?zé)傻拟}質(zhì)生石灰快速消解生成消石灰[Ca(OH)2]，進(jìn)而固化，而在常溫常壓下，鎂質(zhì)生石灰中MgO 的消解非常緩慢，因而它的消解過程同時(shí)也伴隨著固化過程。鎂質(zhì)消石灰的固化產(chǎn)物中有CaCO3、Mg(OH)2、MgCO3、Mg5(CO3)4(OH)2·4H2O 等復(fù)雜組分。

上述的差異使得鈣質(zhì)石灰和鎂質(zhì)石灰的物化特性也有明顯不同，根據(jù)國外眾多學(xué)者對(duì)鎂質(zhì)石灰的研究證明[11,13-16]，鎂質(zhì)石灰相比鈣質(zhì)石灰，具有最終強(qiáng)度高、密度高、孔隙率低，低吸水率、低透氣率等特點(diǎn)，從而擁有更佳的抗凍融性能。歐洲大陸的意大利、奧地利、德國等曾經(jīng)大量使用鎂質(zhì)石灰[11,14]，美國至今仍然有大約50% 的建筑用石灰為鎂質(zhì)石灰[16]。

2.3 明薊鎮(zhèn)長(zhǎng)城灰漿化學(xué)及礦物學(xué)組成

在長(zhǎng)城灰漿問題上，許多長(zhǎng)城學(xué)者、工匠習(xí)慣以傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)口口相傳，認(rèn)為長(zhǎng)城灰漿就是所謂俗稱的“白灰”，即鈣質(zhì)石灰。同時(shí)也可以看到目前學(xué)術(shù)界對(duì)長(zhǎng)城灰漿的研究[7,17]，也多著眼于建筑石灰的外加組分，如添加糯米的灰漿，盡管過去的科研分析[18]和實(shí)際工程對(duì)殘存的灰漿測(cè)試發(fā)現(xiàn)明代灰漿含有較高的鎂，但是缺乏對(duì)含鎂石灰的系統(tǒng)分析。

對(duì)北京密云、延慶長(zhǎng)城以及河北遵化、秦皇島、張家口等地采集的幾乎不含骨料的砌筑及勾縫灰漿樣品（圖6）進(jìn)行系統(tǒng)的化學(xué)、礦物學(xué)等分析可以看出，以薊鎮(zhèn)為代表的明長(zhǎng)城建造灰漿普遍或者主要使用了鎂質(zhì)石灰。

6 部分灰漿取樣點(diǎn)

根據(jù)現(xiàn)有灰漿的化學(xué)組分含量理論換算成原始消石灰中鈣鎂含量，發(fā)現(xiàn)薊鎮(zhèn)磚石長(zhǎng)城有大比例的石灰樣品中MgO 含量大于5%（圖7），對(duì)照現(xiàn)有的建筑消石灰分類[3,4,9]，可以判斷為鎂質(zhì)石灰。其中如遵化，則為純白云石石灰。而可以作為對(duì)比的樣品，如山西新廣武等砌筑灰漿中，MgO 含量低于2%，是典型的鈣質(zhì)石灰或鈣質(zhì)天然水硬性石灰[12]。

7 長(zhǎng)城建造用建筑石灰的類型

此外，現(xiàn)有的不同部位灰漿的礦物學(xué)研究結(jié)果顯示，在司馬臺(tái)、八達(dá)嶺等代表性的明薊鎮(zhèn)磚石長(zhǎng)城中出現(xiàn)大量含鎂礦物，如菱鎂礦、水菱鎂礦等（表1），而且出現(xiàn)典型的鎂質(zhì)石灰的顯微結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（圖4）。本團(tuán)隊(duì)研究也發(fā)現(xiàn)，明薊鎮(zhèn)長(zhǎng)城鎂質(zhì)石灰灰漿總體上密度、超聲波速度、強(qiáng)度等高于鈣質(zhì)石灰。

表1 根據(jù)Rietveld 半定量X 射線衍射分析結(jié)果（參照T.Dettmdering 等資料整理，NN=低于檢測(cè)限）

3 明代匠人特意使用鎂質(zhì)石灰進(jìn)行長(zhǎng)城建造的推測(cè)與印證

我國歷史上已有以白云巖為原料煅燒而來的鎂質(zhì)石灰的記載[6]，晉張華《博物志》卷 4 記載:“燒白石作白灰，既訖，積著地，經(jīng)日都冷，遇雨及水澆即更燃，煙焰起。”此處的描述與《天工開物》總結(jié)的“石以青色為上”不同，此白石應(yīng)該是白云巖或白云石灰?guī)r。

根據(jù)北京地質(zhì)圖[19]（圖8）顯示，建造長(zhǎng)城的山體以花崗巖、白云巖為主。值得注意的是，地質(zhì)學(xué)家在進(jìn)行華北地層命名時(shí)，將含有白云巖的地層命名為長(zhǎng)城群、薊縣群。這些地區(qū)的長(zhǎng)城附近也同時(shí)存在可以燒制鈣質(zhì)石灰的石灰?guī)r，卻選擇以含有鎂質(zhì)的石灰?guī)r作為石灰來源，這恰好印證了 “燒白石作白灰”。因此，不排除當(dāng)時(shí)建造長(zhǎng)城時(shí)有意選擇了白云石灰?guī)r來燒制石灰。

8 北京地質(zhì)圖，紅色區(qū)域?yàn)樗E縣群和長(zhǎng)城群地層，黑線表示長(zhǎng)城示意走向

本團(tuán)隊(duì)調(diào)研取樣的地點(diǎn)主要覆蓋了“九邊重鎮(zhèn)”中薊鎮(zhèn)的分布區(qū)域。薊鎮(zhèn)拱衛(wèi)京師，其等級(jí)之高、修筑頻繁、灰漿的用量之多，尤其是在明代中后期，即嘉靖（1522-1566）、隆慶（1567-1572）、萬歷年間（1573-1620）大規(guī)模修筑，尤其在戚繼光擔(dān)任薊鎮(zhèn)總兵之后，開始大規(guī)模建造空心敵臺(tái)[20]?！睹魇贰て堇^光傳》中記載“薊鎮(zhèn)邊垣，延袤二千里，一瑕則百堅(jiān)皆瑕……令戍卒畫地受工，先建千二百座……”。而為了使邊墻更堅(jiān)固，自萬歷年間薊鎮(zhèn)邊墻開始包磚，“當(dāng)是時(shí)，墻猶夫舊也。至我皇上御極四年，始有拆舊墻、修新墻之議。近墻高廣，加于舊墻，皆以三合土筑心，表里包磚，表面垛口，純用灰漿，足與邊腹磚城比堅(jiān)并久……”。其中“純用灰漿”也與灰漿分析結(jié)果高于80%的粘結(jié)劑含量相符合。在軍事管理下，整個(gè)薊鎮(zhèn)可能統(tǒng)一了建造石灰的使用。

白云石灰?guī)r的煅燒溫度比鈣質(zhì)石灰?guī)r低約200℃，采用白云石灰?guī)r燒制石灰，既可使用較少的燃料，又能生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的石灰，這比較符合古代建造長(zhǎng)城缺乏燃料的條件。同時(shí)，過低或過高的溫度、過短的時(shí)間均不能燒制高質(zhì)量的鎂質(zhì)石灰用作建筑材料。因此，燒制白云石灰?guī)r需要對(duì)其燒制工藝有透徹的了解，且有良好的溫度控制工藝，才能使建造出的長(zhǎng)城堅(jiān)固耐久。

鎂質(zhì)石灰中MgO 的消解十分緩慢，熟化的過程體積會(huì)微膨脹，即使經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的消解，灰漿中仍可能存在對(duì)后續(xù)反應(yīng)不利的未水化MgO。因此，掌握鎂質(zhì)石灰的消解工藝至關(guān)重要。

同時(shí)，鎂質(zhì)石灰需水量低，收縮率緩慢而均勻，具有更好的保水性和更高的塑性，這都有利于在條件惡劣的遠(yuǎn)郊山區(qū)進(jìn)行長(zhǎng)城的建造施工。

結(jié)合技術(shù)手段檢測(cè)出的物質(zhì)遺存——鎂質(zhì)石灰的特性和歷史文獻(xiàn)的印證，根據(jù)各種分析結(jié)果與研究，不難懷疑，中國明代的匠人已經(jīng)了解了鎂質(zhì)石灰的特性和優(yōu)點(diǎn)，掌握了從燒制到消解及施工的完整工藝，特意選擇白云石灰?guī)r燒制鎂質(zhì)石灰用于長(zhǎng)城建造。但由于在當(dāng)時(shí)屬于軍事機(jī)密，沒有文字資料出現(xiàn)。而要闡明這種關(guān)系，除了需要大量的歷史調(diào)查、地質(zhì)地理研究外，尚需要實(shí)驗(yàn)考古學(xué)等驗(yàn)證。

4 長(zhǎng)城病害與鎂質(zhì)石灰的關(guān)系——以延慶67號(hào)敵臺(tái)為例

近幾十年來愈發(fā)嚴(yán)重的大氣污染使鎂質(zhì)石灰容易受到酸蝕，同時(shí)生成硫酸鈣（CaSO4）、硫酸鎂（MgSO4）等水溶鹽，其中硫酸鎂鹽為易溶物（20℃時(shí)100g 水中可溶解33.5gMgSO4），極易受到環(huán)境溫濕度的影響而發(fā)生轉(zhuǎn)變，破壞磚石長(zhǎng)城的灰漿、砌體磚等。

2019 年的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，肉眼可以觀察到北京延慶67 號(hào)敵臺(tái)廢墟殘存磚墻體頂部①號(hào)位置的灰縫流失較多，底部③④位置的磚和灰漿粉化嚴(yán)重，尤其是③號(hào)位置帶的墻磚酥化嚴(yán)重，灰縫表面可觀察到絮狀結(jié)晶（圖9、10），經(jīng)成分檢測(cè)為硫酸鎂等結(jié)晶體。水溶鹽的檢測(cè)數(shù)據(jù)也證實(shí)，靠近底部的③④位置可溶鹽離子濃度高。67 號(hào)敵臺(tái)磚砌體的病害可以與鎂質(zhì)石灰的劣化建立關(guān)聯(lián)（圖11）：一是墻體頂部與雨水、霧氣等的接觸程度最大、最頻繁，砌筑和勾縫灰漿被腐蝕流失，進(jìn)而喪失粘結(jié)作用，使墻磚失去拉結(jié)力而剝離；二是由于硫酸鎂鹽等水溶鹽的動(dòng)態(tài)變化，硫酸鹽的過多聚集在排水不暢或蒸發(fā)部位，使墻體易發(fā)生泛堿。硝酸鹽、硫酸鎂等高吸濕性加劇干濕變形及凍融風(fēng)險(xiǎn)?；覞{和墻磚強(qiáng)度的大幅度削弱最終造成墻體的垮塌。

9 延慶67號(hào)敵樓水溶鹽取樣部位

10 圖9 ③號(hào)部位發(fā)現(xiàn)絮狀鹽晶體

5 結(jié)論與討論

5.1 鎂質(zhì)石灰建造的長(zhǎng)城維修不宜使用原材料原工藝

新的長(zhǎng)城保護(hù)指導(dǎo)思想是將長(zhǎng)城作為遺址進(jìn)行原址保護(hù)，減少重建[19]。要做到這一點(diǎn)，需要先對(duì)坍塌的長(zhǎng)城進(jìn)行病理分析，然后重新設(shè)定不同類型灰漿等材料的性能指標(biāo)，還要針對(duì)具體情況完善技術(shù)方案——這對(duì)長(zhǎng)城保護(hù)技術(shù)提出挑戰(zhàn)。

明薊鎮(zhèn)磚石長(zhǎng)城建造時(shí)采用的鎂質(zhì)石灰自身“基因”良好，低能耗、低水耗、高強(qiáng)度，但是在如今大氣污染的環(huán)境下，卻更容易“表達(dá)缺陷”。從“原材料、原工藝”“這段長(zhǎng)城用什么灰漿建造就用什么灰漿來修”等這些普遍認(rèn)同的角度來看，以鎂質(zhì)石灰砌筑的長(zhǎng)城理應(yīng)使用相同成分和配比的灰漿進(jìn)行修繕保護(hù)，但由于鎂質(zhì)石灰本身的缺陷并不利于歷史遺跡的良性保存，使用鎂質(zhì)石灰建造的明磚石質(zhì)長(zhǎng)城卻不宜再使用相同材料工藝的鎂質(zhì)石灰進(jìn)行保護(hù)干預(yù)。這顯得與當(dāng)前文物保護(hù)和國內(nèi)一些專家類似“原材料、原工藝”的理念相矛盾——這對(duì)長(zhǎng)城保護(hù)理念提出挑戰(zhàn)。

20 世紀(jì)，鎂質(zhì)石灰在歐洲修復(fù)建筑遺產(chǎn)出現(xiàn)的各種問題導(dǎo)致其在今天修復(fù)中的使用已被禁止[11,14]，只有等空氣污染明顯減少，才可以考慮重新使用鎂質(zhì)石灰。而在大氣污染得到控制的美國，采用現(xiàn)代技術(shù)消解的鎂質(zhì)消石灰仍然是主要的建筑遺產(chǎn)修復(fù)用石灰之一[16]。而當(dāng)前華北地區(qū)的空氣指數(shù)來看，長(zhǎng)城維修依舊不適合使用鎂質(zhì)石灰。

5.2 作為遺址保護(hù)維修應(yīng)使用什么類型的灰漿

結(jié)合歐洲類似的鎂質(zhì)石灰建造的遺址保護(hù)經(jīng)驗(yàn)[11]及英國哈德良長(zhǎng)城維修的研究成果[20]，作為遺址保護(hù)的明磚石長(zhǎng)城維修中，為達(dá)到安全目標(biāo)需要的灰漿主要有3 種：一是用于坍塌重砌的砌筑灰漿，包括頂部墁磚石用灰漿；二是用于修復(fù)開裂和空隙的石灰基灌漿；三是勾縫石灰漿。其中，砌筑灰漿的強(qiáng)度應(yīng)隨石、磚變化，對(duì)已經(jīng)受到水溶鹽污染的舊磚重砌（擇砌）需要砌筑灰漿有高抗硫酸鹽的性能。石灰基灌漿料除需要能與砌體中的石、磚、土、舊灰有良好的結(jié)合力外，必須和現(xiàn)有砌體具有兼容性，特別是耐硫酸鹽、抗凍融性等滿足要求，對(duì)施工時(shí)間也需要把握。勾縫灰漿最容易受到侵蝕，因而需要有一定的早期強(qiáng)度，對(duì)鹽分有疏導(dǎo)、犧牲的作用，并定期維護(hù)修補(bǔ)。

砌筑及勾縫灰漿可使用氣硬性高鈣石灰，而增加結(jié)構(gòu)安全的灌漿料則宜選擇水硬性石灰砂漿。氣硬性石灰適合作為始建時(shí)的灌漿料，但是在已經(jīng)建成且含有水溶鹽的磚石砌體內(nèi)部數(shù)年內(nèi)也達(dá)不到應(yīng)有的強(qiáng)度。灌漿料的水硬性既可以源自天然的，如低溫?zé)频暮噘|(zhì)的石灰?guī)r經(jīng)干法消解[20-22]獲得的潑灰具有類似歐洲標(biāo)準(zhǔn)的天然水硬石灰（NHL）性能[21]，也可以在高鈣氣硬性石灰中添加偏高嶺土、低溫?zé)频某?xì)磚粉、活性火山灰或不高于5%的低熱耐硫酸鹽水泥等，后者類似歐洲標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)和石灰（FL）[9]。配方、工藝等需要根據(jù)各地段的狀況進(jìn)行調(diào)整，并遵循灰作的基本工法。在現(xiàn)代大氣環(huán)境下，“原材料、原工藝”對(duì)鎂質(zhì)石灰建造的長(zhǎng)城保護(hù)或許不是最好的選項(xiàng)，而通過灰漿配方調(diào)整達(dá)到“可識(shí)別性”等理念[22]可能更能在最大程度保護(hù)長(zhǎng)城遺址歷史信息與科技發(fā)展之間找到平衡?！酰ㄑ芯抗ぷ魇窃谕瑵?jì)大學(xué)高密度人居環(huán)境生態(tài)與節(jié)能（教育部）重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室歷史建筑保護(hù)實(shí)驗(yàn)中心完成的。研究工作得到國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目：明磚石長(zhǎng)城保護(hù)維修關(guān)鍵石灰技術(shù)研究[批準(zhǔn)號(hào)51978472]、北京建筑大學(xué)“明代磚石質(zhì)長(zhǎng)城保護(hù)維修指導(dǎo)性文件編制項(xiàng)目”等資助；研究工作也得到北京古建筑研究所張濤、北京市古建筑公司李博等人的幫助，除作者外，湯眾、周月娥、居發(fā)玲、Tanja Dettmering、胡戰(zhàn)勇、何政等參與部分研究工作，在此表示感謝。）

注釋

1）“百里內(nèi)外，土中必生可燔石。石以青色為上，黃白次之。石必掩土內(nèi)二、三尺，堀取受燔；土面見風(fēng)者不用。燔灰火料，煤炭居十九，薪炭居什一。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?！?/p>

2）“灰一分入河砂黃土二分，用糯米、羊桃藤汁和勻，經(jīng)筑堅(jiān)固，永不隳壞，名曰三合土?！?/p>

3）《大明會(huì)典·卷190·物料》記載：“石灰：諸司職掌：凡在京營造，合用石灰。每嵗于石灰山置窯燒煉，所用人工窯柴數(shù)目俱有定例。如遇各處支用，明白行下各該管人員放支，其管事、作頭，每季交替。仍將所燒過物料，支銷見在之?dāng)?shù)明白交割。每窯一座，該正附石灰一萬六千斤，合燒五尺圍蘆柴一百七十八束，計(jì)七十五工?！?/p>

4）明代葛昕所著《集玉山房稿》寫道：“照得磚石所需，全賴石灰，為數(shù)頗巨。若驗(yàn)收無別，則弊竇易生。查得馬鞍山燒運(yùn)灰，色潔白;軍莊灰，性稍次。且道路有遠(yuǎn)近，價(jià)值有多寡。合無以十分為率，軍莊止準(zhǔn)燒三分，嚴(yán)行該管司官各另給號(hào)票，運(yùn)送監(jiān)工官處對(duì)票驗(yàn)收。原馱不得卸地堆積，以滋守候等弊。仍不許將軍莊灰充馬鞍山白灰，及將沙石摻和希冒價(jià)值。違者管工官從重究治。庶宿弊可厘，而灰皆實(shí)用。”