故宫拥有世界上最大、保存最好的木制古代宫殿建筑群，有9000多座古建筑。自永乐十八年建城以来，这些古建筑已经延续了600多年。故宫古建筑之所以稳定持久，除了建筑本身良好的结构和古代工匠精湛的建筑技艺外，还有特殊的建筑材料。

视觉中国

正殿里的金砖“作灰钻油”

在故宫古建筑的建造和修复过程中，工匠们会将桐油、明矾、糯米、大麻等混合在一起。进入建筑物以提高建筑物的整体稳定性。

桐油是一种植物蛋白胶，具有很强的反应性、干燥性和聚合性。当桐油覆盖在物体表面时，它可以吸收空气体中的氧成分，产生表面膜，从而保护覆盖物。而且桐油渗入木材后可以防止细菌和昆虫的生长繁殖，可以起到防腐的作用。同时桐油容易包裹在泥灰粘合材料表面，填充颗粒间的空缝隙，使水分更容易流失，起到防潮防渗的作用。

桐油在故宫古建筑的建造中得到了充分的应用。桐油被用于紫禁城的金砖。金砖，一种土方砖，产于苏州市北部鲁木镇余姚村。这个地方的土壤来源于阳澄湖底的淤泥，土质细腻，胶质丰富，可塑性强。加工出来的砖颗粒细腻，质地致密坚硬，光滑如镜，造价昂贵，所以民间称之为“金砖”。

太和殿的金砖地面

故宫古建筑地面砌砖，有一个“灰钻油”的过程。将桐油倒在铺好的砖面上三遍，第一遍，将生桐油刷在干地面上一两遍，第二遍，用麻丝擦灰油一两遍，第三遍，刷光油一两遍。其中，灰油由生桐油、土子灰、樟丹按100∶7∶4的重量比混合熬制而成，具有干燥快、防潮性好、耐水性强的特点，可起到胶结砖灰的作用；油光油是由生桐油、紫苏油和土壤种子按100: 20: 3的重量比混合熬制而成。它不仅具有高强度、韧性、耐水性和耐磨性，而且表面光亮，因此被用作整理油。灌桐油的金砖地板坚实致密，历经数百年，光亮如新。

石材铺装白矾“溜缝”

明矾，别名明矾、钙矾石、羽聂等。，是由硫酸铝钾矿物明矾石加工精制而成。明矾溶于水可形成氢氧化铝等胶体沉淀，具有一定的胶凝作用。古代工匠在紫禁城的建造中巧妙地掺入明矾，增强了建筑的稳定性和耐久性。

汉白玉广泛用于紫禁城古建筑的石材工程，如桥台、栅栏、皇家道路等，用于铺砌的砂浆往往含有明矾。清雍正十二年工商部出版的《工程实践》第52卷中规定，在铺设汉白玉、蓝白石等石材时，石材与基层交接处灌浆的砂浆材料为“宽一尺、长一尺、长一尺，用石灰60公斤、米三合、明矾62”，其中“合”为体积单位，为十分之一升。

掺明矾的砂浆材料不仅使石材与基层结合牢固，而且具有防水效果。此外，在故宫古建筑的加固修缮中，当一些松散的石块被铁片拉扯时，一般需要在石块与铁片的缝隙中倒入明矾水。当水挥发时，明矾变成坚硬的晶体，可以将铁片固定在石头上。

太和殿台阶

故宫后妃居住的生活区有很多贴花装饰。工匠会在室内墙壁和天花板上安装木龙骨，并在其表面粘贴锦缎、纱、丝、纸等防护材料，既保暖防尘，又有华丽的装饰效果。故宫古建筑室内裱糊所用的糊，是将面粉放入水中煮沸，与明矾、蜡、川椒、白芨等材料混合而成。

中国古代有很多关于装裱工程的参考文献，其中都有加入白矾的方法。如元代《司书》卷六记载，宫装原料的配方有“白芨、黄蜡、明胶、白矾、藜芦、皂角、茅香”。现代科学研究表明，适量明矾能促进淀粉沉淀，避免糊缝开裂，具有吸水、干燥、防腐、抑菌的作用。

糯米灌浆加固地基

糯米，又称糯米，主要由高粘度的淀粉组成。明代科学家宋所著《烧石十一号》说:“用之助墓葬、水库，得一灰，二成河沙、黄土，与糯米、羊桃藤汁混合。它又轻又坚固，永远不会损坏。这叫三石土。”也就是说，在铺设墓地、水库等地下建筑时，将石灰、沙子、黄土以1: 2: 2的比例混合，然后加入糯米和猕猴桃汁，混合均匀，就可以建造出坚固、完整的建筑。研究表明，掺糯米的古建筑砂浆具有强度高、韧性好、抗渗性好、耐腐蚀性能好的优点。

故宫古建筑里有糯米吗？日本学者武田寿所著的《建筑隔离、防震与振动控制》一书中有这样一段关于故宫古建筑基础构成的描述:“1975年以来的三年里，在设备管道工程施工期间，从故宫中心往下约5至6米处挖出一种略带臭味的物质。结果显示，它似乎是煮熟的糯米和石灰的混合物。”这段话可以反映出，糯米确实存在于故宫古建筑的地基中。古建筑专家刘大可先生的《中国古建筑瓦石营法》中就有将糯米汁倒入古建筑地基中的做法，即将煮好的糯米汁与水、明矾混合，洒在打好的石灰土上。其中糯米明矾用量为每方丈糯米225克，明矾18.75克。

故宫古建筑基础

上世纪末，故宫古建筑维修工程中，发现了几处元明时期遗留下来的老房子地基，与宋代《营造法》中规定的地基相似。地基不仅含有石灰，还含有白米粒，在风中变硬，表面覆盖了一层霜，地基的抗压强度就像现在的标准砖一样。

虽然没有证据表明白米粒是糯米，但可以说，稻株的粘性已经被古人用来加固地基。近年来，研究人员对故宫慈宁园、长春宫情书史、养心殿燕汤等建筑砂浆进行取样分析，发现其中有糯米，说明糯米在故宫建筑工程中的应用。

坚韧的大麻对抗“钢筋”

大麻是从大麻植物中获得的纤维，不易断裂，对酸碱不敏感，具有良好的防霉性能。它在我国古代建筑工程中得到了广泛的应用。故宫古建筑的抹灰层含有麻，可以防止抹灰层脱落；屋脊泥背层含麻，有利于石灰与黄土的粘附；油画的地板含有麻，可以防止地板开裂。

麻广泛用于古建筑的门窗、柱、檐等木构件表面的底层施工。所谓战斗层，即古建筑油画的垫层，是由包括麻在内的多种材料制成，并覆盖在木质构件的表面。这种混合材料容易与彩画颜料结合，不会与颜料层发生任何化学反应。

大麻在底层的作用和钢筋在混凝土中的作用一样重要。在做麻之前，施工人员先把麻梳理一下，去掉杂质，切成段，然后用两根竹竿搅散，做成像棉花一样整齐的卷。这样做的主要目的是减少麻料的杂质，保证麻料与砂浆的粘结效果。

古建筑油饰工艺中的麻制

在底层施工中，“制麻”是一个中间工序，其主要作用是绑扎周边砂浆，防止其脱落或开裂。做麻时，施工人员分六步操作:第一步，将麻浆刷在立柱表面，保证麻丝粘合紧密；第二步是用手将打好的麻丝均匀地粘在浆粕上，然后用轧机连续压麻，使浆粕通过麻丝表面，便于麻和粘麻浆粕的牢固挤压；第三步，将未浸泡透的大麻纤维再次用粘麻浆浸渍，然后压实；第四步是用轧机的顶尖将麻局部翻起来，挤出多余的浆；第五步是弥补边角、凸起、虚漏等。；第六步，干燥固化后，用砂石打磨表面，从而磨出麻毛，更有利于麻与后续砂浆的粘结。使地面层麻后牢固可靠，不易开裂。

这些“添加剂”是日常生活中常见的材料，古代工匠们将其巧妙地运用到紫禁城的建造和修缮中，为陈丹的永久固定做出了贡献。