江米|故宫红墙上 不光有“宫女魅影”还有“科学倩影”

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故宫是明清时期的皇家宫殿,“红墙黄瓦”是故宫给人们留下的经典印象。其中,红墙是指故宫内的宫墙,其外表多饰以红色。红色有着阳光、温暖、热情、喜庆等多种美好寓意,是中华民族偏爱的颜色,因而又被称为中国红。故宫红墙呈现出壮丽、恢宏的美学意境,有着独特的视觉美。不仅如此,故宫红墙的色彩运用、施工技法,甚至关于红墙本身的传说等,均包含了较为丰富的科学内容。
江米|故宫红墙上 不光有“宫女魅影”还有“科学倩影”】从光学角度而言,在可见光谱中,红色波长最长,这就意味着它的衍射能力最强,即使在能见度较低的环境条件下也能被注意到,而故宫大面积的红墙极容易成为显著的标识。不仅如此,红色波长的特征使得这种色彩在视网膜上成像时,可产生比其他颜色同尺寸物体要大的视觉效果。另有科学研究表明,人体视网膜中对于红色敏感的锥形感光细胞数量很多,因而红色就成为人很容易辨认的颜色。因此,故宫红墙的颜色就会给人们留下深刻印象。
故宫红墙的选材与施工也具有科学性。从构造角度讲,故宫宫墙主要由砖墙芯、底层灰(浆)、罩面灰(浆)组成。我们看到的中国红就属于罩面灰。雍正朝《大清会典二》卷之九十五载有“殿门墙外用红土,内用石灰”,可说明红墙的底层灰以石灰为主要成分,罩面灰以红土为主要成分。清工部编纂的《工程做法》卷五十三对红墙罩面灰的材料组成有了更为明确的规定:“提刷红浆,每折见方一丈用头号红土十觔,江米四合,白矾捌俩”。其中,“头号红土”为颗粒较细、颜色较深的红土,“觔”通“斤”,“江米”即糯米,“合”为容积单位,1合等于0.1升。上述3种材料的实际工程配比一般为头号红土、江米、白矾按100∶7.5∶5的重量比例混合,兑水后抹在宫墙上,作为宫墙的面层。
科学研究表明,故宫红墙的红土主要成分为氧化铁(Fe2O3),这种材料有很强的着色能力,在大气和日光中较稳定,有较好的耐腐蚀,耐高温性能。为了使中国红较为稳固地附在宫墙面层,聪明的古代工匠在红墙中掺入了江米和白矾。江米主要成分为淀粉,它能形成吸引力很大的空间网格,对石灰底层的大小和形貌有较好的调控作用,有利于结晶体的致密,因而有利于红土黏结在底层灰上。白矾别名明矾、矾石等,由硫酸铝钾类矿物明矾石加工提炼而成。白矾与石灰混合后,形成钙矾石,其固相体积膨胀对灰浆的干燥收缩起了一定补偿作用,因而有利于提高灰浆的抗压强度、耐水性能和耐冻融性能。江米、白矾等材料与头号红土的巧妙运用,使得故宫红墙呈现出中国红的优美色彩,并且可保持数年不掉落。

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