明代《天工开物》对添加有机材料的灰浆有详细描述:凡灰用以固舟缝,则桐油、鱼油调厚绢、细罗等……用以垩墙壁,则澄过入纸筋凃墁。用以襄墓及贮水池,则灰一分,入河沙,黄土二分,用糯粳米、羊桃藤汁和匀。经筑坚固,永不隳坏。现代研究表明,这些有机灰浆中的有机物起到了生物模板的调控作用,能有效提高灰浆的某些机械性能。
答主曾经作为学生参与过重庆市老古楼衙署遗址出土的高台遗址的保护工程,在该遗址的高台的勾缝材料的分析中做了简单的工作。现行的保护材料与古代的文献记载相结合,我们所得到的性能较为优良,能够兼具抗压与抗拉的灰浆材料的配方与工艺如下:
糯米灰浆材料的配方及工艺
1配方
样品:古代建筑灰浆,取自重庆老鼓楼衙署遗址,由遗址工地实地采集,分区采集了9组样品。
实验材料:糯米(商场自购),氢氧化钙粉末及沙子(均购买与建筑商店),红土(由重庆老鼓楼衙署遗址采集),碘伏。
制作模拟灰浆时样品的比例为石灰600g,沙子300g,红土70g,糯米30g。
2工艺
模拟样品工艺在了解古代灰浆制作工艺部分资料的基础上,进行如下实验准备:
(1)熟石灰置于水中浸泡24小时以上,期间保持水面始终高于熟石灰并静置。防止出现熟石灰接触空气中二氧化碳而转化为碳酸钙。
(2)沙子保持自然风干状态即可。
(3)取少量糯米于研钵中进行研磨,研至粉末状,至无颗粒感即可。再在电子天平上称量30g的糯米放置烧杯中,加入部分去离子水(直至淹没糯米粉),置于电炉上加热搅拌直至成溶胶状,停止加热。
将称量好的沙子、熟石灰、红土以及煮好的糯米溶胶混合在一起加水搅拌,直到其均匀,将其装入5*5*2cm的模具中等待阴干,样品数为8个。空白组无糯米溶胶,其余部分皆相同,样品数8个。
针对于未加糯米浆的材料,我们一并做了测试,得出糯米浆能够显著提高灰浆的抗拉性能。
故而,目前糯米灰浆的应用也是确实存在于文物保护工程中的。
顺便贴两张实验室扫描电镜下的微观灰浆照片:
此图为答主做的重庆老古楼衙署遗址的高台遗址勾缝灰浆材料的扫描电镜照片,放大一万倍。
糯米浆既起到了调控碳酸钙结晶过程和微结构的作用, 同时还与生成的碳酸钙紧密结合, 形成了有机物/无机物相互搭配、密实填充的复合结构, 这应该就是糯米灰浆强度大、韧性强等优良力学性能的微