第二章 文獻回顧
第一節 灰漿的材料
第二章 文獻回顧
台灣傳統建築物中有許多都是以磚材砌築而成，磚砌建築可說台灣傳統建築 中最常見的砌體結構類型(王新衡，2003)，如台北紅毛城(San Domingo)、台南普 羅民遮城(Provintia)與熱蘭遮城(Zeelandia)等均為磚砌結構物，同時，傳統建築中 大量使用灰漿做為黏結材、承重材及隔間材(李鴻銘，2005)，然而灰漿的種類繁 多，有用於打底之抹灰、牆面刷飾、防水捻縫、黏結石頭及牆身砌築等不同用途 之灰漿，瓦工師傅會因用途和地點而選用不同的灰漿，於是流傳有九漿十八灰的 說法（張清忠，2002），本章即針對灰漿的組成材料性質、配比分析方法之相關 研究進行回顧整理，並蒐集研究對象「熱蘭遮城」之相關文獻，作為本研究之參 考。
第一節 灰漿的材料
石灰漿在很早以前，即被使用於塞浦魯斯、希臘與克利特島，而古羅馬、亞 述人和巴比倫人也都將石灰和黏土混合用於建築物中(黃兆龍，1997)，羅馬帝國 吞併希臘後對於石灰的使用工藝進行改進，在石灰中不僅摻合砂子，還將磨成細 粉的火山灰摻入，後人將此稱為羅馬灰漿(Gleize, et al., 2000)，我國則自荷蘭統 治時期開始引入磚砌建築並開始大量使用灰漿。
我國傳統灰漿中常見石灰、黏土、砂、牡蠣殼、紅磚碎屑、糖漿與糯米漿等 材料，種類繁多，各有其作用與功能性，有些材料也兼具多種功用，根據洪煌凱 (2003)與李泓銘(2005)的研究，我國與中國常用的灰漿材料根據其使用特性大致 可分為黏結材料、骨材、纖維物質、染色材料、防水材料、減水緩凝和其他材料 (如表2-1)，而其中與灰漿工作性、強度以及耐久性有關的材料主要為黏結材料、
骨材以及減水緩凝材料。黏結材料中在台灣較常用的為石灰、蠣殼灰、黏土、糖
7 石、白堊、貝殼等碳酸鈣含量高的原料，經 900~1000℃煅燒而成。石灰是 人類最早應用的膠凝材料，公元前 8 世紀古希臘人已用於建築，中國也在公
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而根據前人的研究指出，氫氧化鈣與二氧化碳反應形成碳酸鈣的過程會造成 體積的增加，而使得混凝土的孔隙率降低(Ngala and Page, 1997)。而灰漿之 表面形成碳化物後，會使得內部的碳化與結晶過程減緩，此為石灰砂漿乾硬
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破壞或溶解於水中(Vanimpe,1989) 4. 糯米漿
有別於西方國家的灰漿，中國自古即使用糯米漿、糖漿等碳水化合物液體拌 合石灰作為黏結材，醣類與石灰結合之後產生化學變化，有些極重要的變化 甚至改變了灰漿結構。糯米的主要成分是澱粉，澱粉的分子連接成直線狀 的，稱直鏈澱粉(amylose)；連接成分支狀的，稱支鏈澱粉(amylopectin)。圖 2 所示為直鏈澱粉分子鏈，其含量多，則米質鬆散不黏。圖 3 所示為支鏈澱 粉分子鏈，其含量越高，米質越富黏性；此外，支鏈澱粉如網狀般交織密結，
在每個分支點上由 α-1,6 甘鍵所鍵結，其鍵結力較由 α-1,4 甘鍵所鍵結的 直鏈澱粉難分離，如圖 4 所示。糯米的支鏈澱粉含量高達 99 % 直至 100
% ，所以米質最黏，通常把秈糯和粳糯合稱糯米，非糯的秈和非糯的粳簡 稱秈或粳。秈糯和粳糯外形的區別是，秈糯的米粒細長，粳糯的米粒短圓(中 國食品產業網)，臺灣傳統建築所使用的糯米漿，則以短糯米做為原料烹煮 而成(王新衡，2003)。
圖 2-1 直鏈澱粉分子鏈
圖 2-2 支鏈澱粉分子鏈
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圖 2-3 支鏈澱粉鍵結分子之形狀
古代中國人可能從米食的製作中發現糯米(支鏈澱粉)製品具有黏度大、高稠 度易定型、常溫下穩定不易變質、乾燥硬化後緊縮難以切割等特性，因而常 以糯米漿作為黏結劑，如書法和繪畫之裱糊、門窗用的紙張糊、黏合布鞋或 衣料等，其中最重要的應用是在建築材料上，以糯米漿拌合石灰作為砌體建 築之黏結材。糯米引入建築材料最早的傳說是在秦代修建長城的工程中，在 漢代以後出土的的歷代古墓之砌體建築遺蹟中也發現糯米漿的應用(洪煌 凱，2003)。
5. 糖漿
王龍盛(2003)指出糖灰漿是以糖之結晶能力與石灰混合後形成「蔗糖鈣 C12H20O11Ca」而產生強度，其簡化之化學反應式如下：
C12H22O11+Ca(OH)2→C12H20O11Ca+2H2O 式 2-4 在灰漿中加入適量糖漿可增加強度、延長初凝時間、提早終凝時間，且具有 吸水率低、耐酸性高之特性(王龍盛，2003)。在電子顯微鏡下，其表面結構 具有光滑、平整的特性，但過量時造成乾縮龜裂、變形、潮濕時潮解的負面 效應(洪煌凱，2003)，馮佳福(2003)指出 0.02 的糖漿用量為匠師慣用配比，
而在王龍盛(2003)之研究中，石灰與糖之最佳重量比約為 1 : 0.04 至 1 : 0.067 之間，且以白糖或二砂取代黑糖，可提高強度。但王新衡(2003)認為以紅糖 取代黑糖後，其黏結力與抗壓強度較黑糖低。
11 各種分析方法進行簡介，包括掃描式電子顯微鏡(Scanning Electron Microscopy, SEM)及X射線能量散佈光譜分析(Energy Dispersive X-ray Spectrometer, EDS)、X 射 線 繞 射 分 析 (X-ray Diffraction Analysis, XRD) 、 X 射 線 螢 光 分 析 (X-ray Fluorescence Analysis, XRF)，熱重分析(Thermo Gravimetric Analysis, TGA)：
表 2-2 各專家所使用的配比分析方法