中国古建筑石砌墙体的营造材料和工具
北宋着名建筑学家李诫在《进新修营造法式序》中提到“五材并用,百堵皆兴”,其中五材在建筑材料方面可以理解为土、木、石、砖、瓦。砌筑房屋时应尽量使用各种材料,以达到百堵皆兴的目的。这五种材料是指中国传统民居常用的建筑材料,并不是说每个传统民居都会使用这五种材料。石屋的建筑材料主要有土、木、石三种。
营建材料
(1)土
由于黄土压缩湿陷大,抗剪抗压性差,在山地砌筑房屋中通常不单独使用,通常与小麦秸秆、杂草等植物纤维一起使用,以提高土壤的强度、完整性和稳定性。黄土在石墙中的应用主要包括:毛石墙内外墙、方形石墙内墙、石墙内墙装饰层。
(2)木
由于木材具有良好的抗压性和抗挠性,易于加工等,到目前为止,我国仍有许多建筑使用木材。
木材在传统石材住宅中的应用主要是在屋顶梁架和门窗开口,在石墙中完全不使用木材,石墙承担围护和承重结构。山地住宅不使用木材作为结构的主要原因有三个:一是由于地质条件的限制,植物主要是灌木、常绿树柏树、落叶小树等,可作为木材有限的梁柱,为了节省木材在住宅中的使用,只用于屋顶梁架、门框、窗框、梁;二是木材的耐久性和耐腐蚀风化能力远低于石材,山地居民希望建筑能长期生活;第三,出于经济考虑,在山区建造木材的成本远远大于当地的石材建筑。
木材的应用
(3)石
石材最初用于砌筑墙体。后来,随着土木工程建筑的发展和成熟,石墙被土墙所取代,但石材广泛应用于建筑基础、台基、阶石和水利设施。石材在我国民居建筑中的应用从头到尾都没有中断过。砌筑墙体的岩石主要有石灰岩和板岩。
石灰岩广泛应用于山区,因为它具有耐磨性和耐风化性,硬度一般较小,具有良好的加工。由于白云石、粘土矿物等杂物的含量不同,石灰岩会呈现出不同的颜色,主要包括灰色、灰白色、灰黑色、黄色、浅红色、棕红色等。山地居民根据其颜色将常用石材分为灰石和青石。由于灰石中硅含量高,其导硬度远高于青石,加工难度远大于青石,即加工灰石费时费力。相反,青石易于锻造,质地细腻,不易风化。因此,灰石在石材住宅中的应用并不广泛。
营建工具
石材质地坚硬,加工困难,但借助一套成熟的工具,可以提高加工效率,大大缩短石材加工时间。中国常用的传统石材加工工具种类繁多,功能齐全。山区居民加工的石材主要用于砌筑墙壁,而不是官方建筑,因此当地常用的石材加工工具不如官方建筑多种多样。
石材加工工具
(1)錾子
凿子可根据直径分为尖凿子、普通凿子和粗凿子。使用时可根据石材规格选择,主要用于加工废料、粗道和细道。
(2)楔子
楔子主要用锤子将大石块劈成所需尺寸,然后用其他工具加工。石头可以用来建造住宅。
(3)扁子
扁平,又称卡扁或扁凿,可根据宽度分为小卡扁和大卡扁,主要用于石材的齐边或雕刻时的扁光。
(4)刀子
刀主要用于在石头上雕刻图案。
(5)锤子
锤子主要与其他工具一起使用。天然不规则的石头可以通过打击凿子、扁平、刀和切割来加工成所需的形状和尺寸。还有一种叫做花锤的锤子,它的锤子顶部有一个网格尖锐的边缘,主要用于敲击表面不均匀的石头,使其稍微光滑,为小道路做准备,这个过程也被称为花锤。
(6)剁斧
剁斧的形状与斧头相似,其平尖下端比斧头厚,主要用于截石。