高樓大廈，鱗次櫛比，高速公路，四通八達(dá)，飛馳的高鐵，轉(zhuǎn)瞬即達(dá)，這些現(xiàn)代文明的標(biāo)志性建筑和設(shè)施都離不開一種叫做混凝土的建筑材料?，F(xiàn)代的以水泥和沙石混合而成的混凝土出現(xiàn)的時(shí)間并不長，只有短短的兩百年左右，而以三合土或泥石混合的原始混凝土則已有三四千年的歷史，但這種原始的混凝土抗壓強(qiáng)度較低，防水功能不足，時(shí)間一長，不可避免的會(huì)出現(xiàn)坍塌或陷落。然而，世間的萬事萬物總是能在墨守陳規(guī)的發(fā)展中給你以驚喜，給你以無限的遐想與沉思。

    貧瘠的尼羅河兩岸，金字塔突兀入云，荒蕪的兩河流域，文明陡然而至。甘肅大地灣遺址5500年前的人工混凝土猶如平地一聲雷，打破了幾千年來平靜如水的夜空。

    混凝土：是指用水泥作膠凝材料，砂、石作為集料，與水按一定比例配合，經(jīng)攪拌而成的水泥混凝土，也稱普通混凝土，它廣泛應(yīng)用于土木工程。

    水泥：加水拌和成塑性漿體，能膠結(jié)砂、石等材料，既能在空氣中硬化又能在水中硬化的粉末狀水硬性膠凝材料。

    1756年，英國工程師J.斯米頓在研究某些石灰在水中硬化的特性時(shí)發(fā)現(xiàn)，要獲得水硬性石灰，必須采用含有粘土的石灰石來燒制，用于水下建筑的砌筑砂漿，最理想的成分是由水硬性石灰和火山灰配成。這個(gè)重要的發(fā)現(xiàn)為近代水泥的研制和發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)。

    1796年，英國人J.帕克用泥灰?guī)r燒制出了一種水泥，外觀呈棕色，很像古羅馬時(shí)代的石灰和火山灰混合物，命名為羅馬水泥。因?yàn)樗遣捎锰烊荒嗷規(guī)r作原料，不經(jīng)配料直接燒制而成的，故又名天然水泥。具有良好的水硬性和快凝特性，特別適用于與水接觸的工程。

    1813年，法國的土木技師畢加發(fā)現(xiàn)了石灰和粘土按三比一混合制成的水泥性能最好。

    1824年，英國建筑工人約瑟夫阿斯譜丁發(fā)明了水泥并取得了波特蘭水泥的專利權(quán)。他用石灰石和粘土為原料，按一定比例配合后，在類似于燒石灰的立窯內(nèi)煅燒成熟料，再經(jīng)磨細(xì)制成水泥。因水泥硬化后的顏色與英格蘭島上波特蘭地方用于建筑的石頭相似，被命名為波特蘭水泥。

 5500年前的大地灣混凝土地面

    大地灣遺址位于甘肅東部渭水上游的秦安縣五營鄉(xiāng)邵店村東南側(cè)，遺址分布在清水河與閻家溝小溪和麻家溝村交匯處的二、三級(jí)臺(tái)地及長蟲梁的緩山坡上，遺存東起麻家溝，西至閻家溝，北起清水河南岸，南至長蟲梁山頂堡子，依山面水，總面積275萬平方米。這里屬于黃土梁峁溝壑區(qū)，溫帶半濕潤氣候，既有平坦的河谷臺(tái)地，又有廣闊的緩坡山地，在甘肅屬于自然地理環(huán)境較為優(yōu)越的地區(qū)。河床海拔1450米左右，二級(jí)階地1460米，三級(jí)階地1470多米，遺址梁峁最高點(diǎn)1673米。

    在大地灣275萬平方米遺址的考古發(fā)掘中，目前僅僅發(fā)掘了其中的0.5%，然而就在這極少的發(fā)掘中卻出現(xiàn)了240多座房屋，35座陶窯，4100多件陶器等，由此可見5500多年前的大地灣陶器的生產(chǎn)制作有多么的發(fā)達(dá)和興盛。大地灣遺址依山傍水，地處黃土高原，粘性強(qiáng)、附著力好的粘土取之不盡用之不竭，由于河水的常年沖刷和黃土層的風(fēng)化，在別處不多見的料姜石在大地灣卻隨處可見。

    料姜石：因其狀似姜而稱為料姜石。是黃土層或紅土層中風(fēng)化的鈣質(zhì)結(jié)核物。其主要成分為：方解石、石英、粘土礦物質(zhì)。其色為白色或灰白色。通俗點(diǎn)講就是那種硬硬的土疙瘩，或者就像是西北涼皮兒中的面筋一樣的東西。

    由于大地灣遺址制陶業(yè)十分發(fā)達(dá)，或許是在燒制陶器的過程中，大地灣人發(fā)現(xiàn)了料姜石經(jīng)高溫?zé)g后的變化，也有可能其陶窯就是用料姜石建造的。料姜石為鈣質(zhì)結(jié)核物，經(jīng)高溫煅燒后自然分解為二氧化碳和氧化鈣，氧化鈣是生石灰的主要成分，而生石灰則是水泥中不可缺少的主要組成成分。自此，用于燒制陶器的陶窯也成為了生產(chǎn)生石灰的場所。大地灣有著極其豐富的粘土資源，水、生石灰和粘土的混合物就構(gòu)成了最初的水泥，如果相互間的比例配合得當(dāng)?shù)脑?，其水泥的性能將是十分理想的。根?jù)大地灣5500年前的混凝土地面來看，現(xiàn)在每平方厘米的抗壓強(qiáng)度依然能夠達(dá)到120公斤，且十分堅(jiān)固、光滑，其性能不但不比現(xiàn)在的任何混凝土差，反而在很多方面都優(yōu)于現(xiàn)在的混凝土質(zhì)量。按照現(xiàn)代水泥生產(chǎn)的方法來推斷5500年前大地灣水泥的生產(chǎn)過程，在料姜石燒制成生石灰之后，大地灣人很可能將配合比例合理的生石灰與粘土的混合物在陶窯中進(jìn)行了二次煅燒，從而得到了高質(zhì)量和高強(qiáng)度的水泥性質(zhì)的混合物。從大地灣混凝土地面的剖面來看，其結(jié)構(gòu)已經(jīng)非常接近于天然石材，結(jié)構(gòu)密實(shí)無空洞氣泡等，這也是其歷經(jīng)5500年依然堅(jiān)固如初的原因。

    大地灣混凝土地面結(jié)構(gòu)基本上分為四個(gè)個(gè)層面，最底層是黃土夯實(shí)地基，然后是類似于現(xiàn)代輕骨料的防潮保溫層，保溫層上鋪置沙石水泥混合物，最上一層是料姜石水泥。

5500年前的大地灣混凝土地面

    大地灣，5500年，人工混凝土，接近于天然石材的混凝土地面。這一切的一切無法不讓我聯(lián)想到古埃及金字塔的建造。古埃及第一座金字塔始建于第三王朝喬塞爾法老執(zhí)政時(shí)期，距今約4660年（公元前2650年）左右，為階梯形金字塔。而古埃及最大、也最著名的胡夫金字塔則為第四王朝第二個(gè)法老胡夫所建，距今約4500年（公元前2500年）左右。從時(shí)間上來看，古埃及金字塔的建造晚于甘肅大地灣混凝土地面近900年，也就是說在古埃及第一座金字塔建造之前混凝土技術(shù)就已經(jīng)在中國的大地灣產(chǎn)生并運(yùn)用了。

    古埃及金字塔由上百萬塊巨石建成，巨石與巨石之間沒有使用任何粘合劑，其相互結(jié)合的緊密程度連刀片都插不進(jìn)去，這種建造工藝和石材的打磨加工水平不要說5000年前了，就是現(xiàn)在也很難做到如此精密。要知道古埃及建造金字塔的巨石塊每塊都有幾噸之重，要想將巨石塊的上下兩面打磨的完全平整光滑是一件難度很高之事，尤其是在生產(chǎn)力低下、勞動(dòng)生產(chǎn)工具原始的情況下就更不可能。要想做到巨石與巨石之間的緊密或精密結(jié)合，除了混凝土澆筑成形別無它法。

    近些年來，有部分國外的專家學(xué)者對(duì)古埃及文明提出了質(zhì)疑，認(rèn)為古埃及文明有許多造假的嫌疑，有許多令人費(fèi)解的難題，也有許多與其文明發(fā)展過程不相稱的地方。歷史悠久，文明久遠(yuǎn)，不明白、不理解，并不代表他就不存在，并不代表他就是造假，而是因?yàn)槟悴辉敢庀嘈湃祟愒缭趲浊辍兹f年前就具有高智慧、高智商，以及不清楚文明的來源和形成的原因。神話不是空穴來風(fēng)，文明也不可能憑空捏造，放飛思想，按著歷史的腳印去追尋文明的根源才是考古學(xué)家和史學(xué)家們應(yīng)盡的本分。盡管我不愿相信古埃及文明造假一說，但對(duì)于建造金字塔的巨石塊的來路，我認(rèn)為確實(shí)有值得推敲和思考的地方。據(jù)國外多位從事金字塔研究的考古學(xué)家和建筑學(xué)家對(duì)建造金字塔巨石塊的實(shí)際勘測和研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，巨石塊的內(nèi)部存在有許多人類的毛發(fā)和尼羅河中特有的貝殼類碎片，再者就是巨石塊的結(jié)構(gòu)比較松散，氣泡和孔洞遍布，用器物輕輕撬撥石塊即會(huì)出現(xiàn)脫落或有細(xì)沙流出，如此種種跡象表明建造金字塔的巨石塊并非天然石材，而是由某種人工混合物澆筑而成。難道說5000多年前的古埃及人就已經(jīng)發(fā)明了混凝土嗎？這并不是什么不可能之事，中國大地灣的人工混凝土地面就建造于5500年前，比古埃及第一座金字塔的建造還早900年。在將巨石塊與大地灣混凝土地面進(jìn)行比較后發(fā)現(xiàn)，金字塔巨石塊的抗壓強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)的致密性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)的低于大地灣的混凝土。之所以會(huì)有如此明顯的差別，估計(jì)和所處的環(huán)境與資源的匱乏有直接的關(guān)系，但制造混凝土的原理是基本相同的。

    尼羅河兩岸為洪水沖擊后形成的黑色淤泥地帶，利于農(nóng)業(yè)發(fā)展，也是古埃及人民集中居住的地區(qū)，同時(shí)也是金字塔建造的主要區(qū)域。通過對(duì)大地灣遺址混凝土的分析，我們知道石灰石、粘土、沙石是混凝土的主要組成成分，那么古埃及混凝土的組成成分是什么呢？2010年1月在2000多年前古埃及建造的貝斯特神廟中出土了600座石灰石神貓雕像，由此得知古埃及石灰石并不缺乏，而且蘊(yùn)藏豐富。但在對(duì)尼羅河兩岸粘土分布情況資料進(jìn)行查閱后發(fā)現(xiàn)，粘土主要分布于尼羅河中游區(qū)域（蘇丹），而尼羅河下游的埃及并不是粘土的主要分布區(qū)域。再看古埃及早期的陶器制作，你會(huì)發(fā)現(xiàn)無論是制作工藝還是燒制水平都遠(yuǎn)遠(yuǎn)的低于同時(shí)期的大地灣陶器制作水平。

    尼羅河兩岸的粘土主要存在于尼羅河的中游，而下游的埃及則主要是粘性較差的淤泥質(zhì)土。由于早期古埃及制陶水平的低下，所以其在燒制石灰石時(shí)很可能達(dá)不到要求的溫度，致使石灰石不能夠充分的煅燒，從而影響到生石灰的品質(zhì)。再者從其巨石塊中發(fā)現(xiàn)的人類毛發(fā)和貝殼碎片來看，其淤泥質(zhì)粘土應(yīng)該沒有經(jīng)過二次煅燒，而是直接將淤泥質(zhì)粘土與生石灰混合而制成的混凝土。又根據(jù)巨石塊中氣泡和孔洞較多的特點(diǎn)，很可能是生石灰與淤泥質(zhì)粘土沒有進(jìn)行細(xì)致的研磨或是兩者之間沒有充分的反應(yīng)，從而導(dǎo)致其致密性較差，氣泡和孔洞增多。至于巨石塊中的流沙現(xiàn)象則更加說明其致密性有多么的低下，組織結(jié)構(gòu)是多么的松散，不要說什么天然石材了，就是與早他900年的大地灣混凝土相比，也完全不在一個(gè)檔次。

    因此，我們可以說古埃及的巨石塊是由生石灰、淤泥質(zhì)粘土和沙石的混合物澆筑而成，由于其制作工藝流程上的缺陷和當(dāng)時(shí)制陶水平的低下，所以混凝土的抗壓強(qiáng)度、致密性等都不能與大地灣的混凝土質(zhì)量相提并論，更不要說什么天然石材了。

    既然古埃及金字塔巨石塊的抗壓強(qiáng)度和致密性達(dá)不到理想的標(biāo)準(zhǔn)，那么為什么它能夠撐得起高聳入云的金字塔呢？金字塔是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的正四棱錐體，每一個(gè)面都是等腰三角形，由下至上呈階梯形，所以其受力分布為線性荷載，也就是說其荷載是按照階梯的長度均勻分布的。而整個(gè)金字塔的重心則為底部正方形的中心點(diǎn)。所以，在巨石塊的抗壓強(qiáng)度和致密性低于天然石材和低于大地灣混凝土的情況下，其依然能夠撐得起巨大的金字塔千年不倒、屹立于尼羅河兩岸。

    由大地灣混凝土和金字塔巨石塊的建造，我們得知早在5500年前的人類就已經(jīng)掌握了混凝土的制作技術(shù)，雖然在制作過程中有這樣或那樣的差別，但其原理是完全相同的，或同出一脈，或源自一方，但絕不可能相隔幾萬里的兩個(gè)不同的地方同時(shí)產(chǎn)生或發(fā)明。

    人類文明源遠(yuǎn)流長，文明的高度和文明的長度遠(yuǎn)超我們的想象。我們?nèi)祟?，不要低估我們自己，更不要低估古人的智慧，或許你今天想到的，古人早已想過，或許你從來沒有想過的，古人也早已想過。今天的我們不比古人高明多少，今天的文明是古人智慧的結(jié)晶，是古人經(jīng)驗(yàn)的積累，是古人勇于創(chuàng)新和不斷進(jìn)取的結(jié)果。

不要忘記轉(zhuǎn)發(fā)或分享到朋友圈哦！

長篇連載，人類起源與文明傳播