麻是在麻類植物中取得的纖維,可分為苧麻、黃麻、線麻等,具有較好的韌性、吸濕性與天然抗菌性能。其中,苧麻的纖維較長(zhǎng),彈性相對(duì)較小,但仍有較好的拉接強(qiáng)度。黃麻纖維較粗,耐磨性能較好,是麻繩、麻袋的制作材料。線麻纖維的空腔與纖維表面,分布著許多裂紋和小孔洞,因而吸濕、透氣性能相對(duì)更佳。上述不同種類的麻纖維材料,在故宮古建筑的墻體抹灰、屋頂抹灰、木構(gòu)件地仗抹灰等建筑技藝中,得到了科學(xué)運(yùn)用。
在故宮古建筑墻體抹灰時(shí),需先用水淋濕墻面,然后在墻體上釘麻揪。釘麻揪是指將一綹綹苧麻打結(jié),做成約0.5 米長(zhǎng)的麻揪,拴上竹釘(或鐵釘);然后在墻面上每約1 米見(jiàn)方的面積內(nèi),釘一道麻揪。此處用到的麻起到“中介”作用,便于抹灰層與墻體基層的粘接,減少抹灰層的脫落、空鼓問(wèn)題。釘完麻揪后,工匠會(huì)在墻面做出標(biāo)記,確定抹灰的厚度標(biāo)準(zhǔn),再進(jìn)行找平。
墻體抹灰所用的灰漿多為麻刀灰,分2~3 次抹在墻面。麻刀是“麻搗”的俗稱。所謂“麻搗”,即將麻繩、麻袋等黃麻類材料浸濕,然后一一剁碎、晾干,再散鋪在地上,用細(xì)木棍不斷敲打,使之成為均勻的絮狀物。麻刀摻在灰泥中,可減少灰泥因干燥收縮引起的開(kāi)裂問(wèn)題。
麻刀在灰泥中的應(yīng)用,在我國(guó)有著悠久的歷史。如宋代李誡的《營(yíng)造法式》載:“凡和石灰泥,每石灰三十斤,用麻搗二斤”,可反映古人在墻體抹灰時(shí),對(duì)麻刀的科學(xué)運(yùn)用。在故宮古建筑墻體抹灰技藝中,摻入的麻刀重量一般為灰泥重量的3%~5%。
故宮古建筑屋頂用麻的部位,主要是灰背層。所謂灰背層,即在望板(屋頂基層木板)層之上、鋪瓦泥層之下的灰漿層,厚度為15~35 厘米不等。在灰背層中,麻主要起拉結(jié)作用,讓灰背的各個(gè)組成部分形成穩(wěn)固的整體,使得灰背層有足夠的強(qiáng)度和防滲漏性能。
故宮古建筑木構(gòu)件表面用麻的部位,主要是地仗層。所謂地仗層,即古建筑油飾彩畫(huà)的墊層,由包括麻在內(nèi)的多種材料混合調(diào)制而成,覆蓋在木構(gòu)件基層表面,可起到保護(hù)木構(gòu)件作用。在故宮古建筑門窗、立柱、屋檐等木構(gòu)件表面的地仗層施工技藝中,麻被多次使用。
使用麻的主要目的,是為了防止地仗層開(kāi)裂。地仗的基層為木構(gòu)件,而木材因?yàn)闇囟?、濕度變化,?huì)膨脹或收縮,從而誘發(fā)裹在其表面的地仗層開(kāi)裂。用麻絲包裹木構(gòu)件表面后,可產(chǎn)生約束力,減少或避免開(kāi)裂問(wèn)題。麻在地仗層中的作用,與混凝土中的箍筋作用一樣,非常重要。
上述麻在故宮古建筑中的運(yùn)用,包含了豐富的科學(xué)原理。研究表明麻纖維摻入泥灰等顆粒類混合物中,可提供水分蒸發(fā)通道,減少顆粒層不均勻干縮導(dǎo)致的變形量。麻纖維在顆粒層中較為均勻的分布,纖維間相互纏繞,增大了與顆粒層之間的接觸面積及摩擦力,并產(chǎn)生約束作用,減小外部因素變化導(dǎo)致的顆粒層變形、開(kāi)裂。麻纖維還可承擔(dān)部分拉應(yīng)力,延緩顆粒層在外部因素作用下的破壞。
麻在故宮古建筑中的科學(xué)運(yùn)用,反映了我國(guó)古代工匠卓越的建筑智慧。