甘肅大地灣5000年前“史前水泥地”炸翻考古界！比古羅馬早3500年

1978年秋天深了，甘肅秦安五營鎮邵店村的黃土臺塬上，考古隊隊長郎樹德蹲在探方里頭，拿舌尖舔了舔手指上的灰末，一股子澀味瞬間就爬滿了舌根，他當時就愣住了，這絕對不是一般的夯土，更像是今天工地上剛剛抹平的水泥，那一刻誰都沒想到，腳底下這片130平方米的青灰色地面，會把中國的建材史一下子往前推3500年，也讓“水泥”這個詞，在5000年前的西北窯洞里頭提前露了臉。

郎樹德舌尖上的判斷，很快就送到了蘭州的實驗室，偏光顯微鏡底下，樣品切片閃著玻璃一樣的光澤，硅酸鈣、鋁酸鈣、鐵酸鈣一個都不少，配比跟今天100號水泥砂漿幾乎一模一樣，壓力機讀數更夸張，平均抗壓強度每平方厘米120公斤，這標準相當于上世紀80年代農村自己蓋房子的地面了，報告一出來，甘肅文物處連夜加急蓋了章，年代距今大概5000年，誤差不超過120年，消息傳到北京，學部委員蘇秉琦就回了一句話，中國史前建筑史要重寫了。

1980年開春，為了驗證這“水泥”是不是偶然出現的，考古隊把探溝擴大到了2000平方米，結果就像推多米諾骨牌，F901、F405、F400，八處房子的地面先后都露出了同樣的青灰色面層，最厚的地方也就1.2厘米，卻平整得能照出人影，F901主室那131平方米，地面像一整塊澆出來的“大盤子”，連一絲縫都找不著，技術員王仁湘用鋼釬又鑿又撬，才弄下來指甲蓋那么大一塊，掰開一看，里頭的骨料竟然分了三層，上層細得像面粉，中層摻了碎陶末，下層是本地的料姜石顆粒，這理念跟今天混凝土學里的“致密堆積”原理完全一樣，更叫人吃驚的是，那表面到現在還能打水漂，毛細孔被細粉堵得嚴嚴實實，吸水率不到2%，簡直能跟現在的高密度混凝土比一比。

村民邵海娃還記得，當年考古隊雇他挑水，一天兩毛五，他看著技術員把那些“灰面”裝進牛皮紙袋，心里直犯嘀咕，這老地面比石頭還硬，拿回去能干啥，他不知道，那些樣品后來分裝了300多瓶，送到了中科院、清華大學、還有倫敦大學學院，在歐美那些建材期刊里引發了“地震”，《Cement and Concrete Research》的審稿人直接批注，如果年代沒搞錯，這就是世界上最早的人造水硬性膠結材料，比羅馬萬神殿的火山灰混凝土早了整整35個世紀。

羅馬的混凝土再厲害，也就是把火山灰、石灰、碎石簡單攪和一下，靠著火山灰的活性慢慢變硬，大地灣的人卻走了另一條路，他們把本地富含黏土的鐵質紅土先低溫燒一遍，再摻進磨碎的料姜石，就是一種含碳酸鈣的結核，燒的溫度控制在800℃左右，正好讓黏土里的鋁硅酸鹽脫水，又不會燒成玻璃，涼了以后加水，氧化鈣和二氧化硅迅速反應，生成水化硅酸鈣凝膠，把沙子粒牢牢地焊在一塊，今天水泥廠旋轉窯里發生的化學反應，被他們提前在黃土高原的史前窯火里寫了出來，為了驗證這個，甘肅建材院2015年還做了個“復原實驗”，用邵店村本地的土、本地的柴、本地的水，手拌腳踩，復制出1平方米的“仿大地灣”地面，28天抗壓強度達到了98公斤/平方厘米，跟原始樣品就差了18公斤，論文發出來那天，水泥網的評論區都炸了，說“原來我們的祖宗5000年前就拿了建材工程師證！”

可問題也跟著來了，5000年前沒有金屬工具，他們拿什么攪拌，答案藏在F901的墻角，一個口徑50厘米的夾砂陶盆，內壁上布滿了細密的放射狀劃痕，X光片顯示，盆壁里夾的沙粒從外到內逐漸變細，就像今天混凝土攪拌機里的“葉片”，實驗考古學者用藤條綁上木棒，模擬人力旋轉，兩個小時就能把50公斤的料攪到“手握成團、落地即散”的均勻狀態，更絕的是“抹面”的工具，F405房址出土了一件磨得特別光滑的扁平骨器，長15厘米、寬8厘米，正面拋光，背面刻了三道橫槽，正好能讓大拇指放進去，把它扣在剛鋪好的面層上推拉，灰漿瞬間就被壓緊提漿，表面浮出一層亮晶晶的“水泥皮”，跟現代抹子的效果差不多。

有人會問，這么硬的地面，走路不打滑嗎，考古隊把顯微鏡對準了鞋底，F901門口發現了一大片炭化的蘆葦痕跡，經緯線清清楚楚，像一塊被燒焦的草席，原來大地灣人在“水泥”剛凝固前，把編好的蘆葦席輕輕壓進表面2毫米，既能防滑又能防潮，還解決了冷縮裂縫的問題，今天高端地坪行業里流行的“纖維增強混凝土”，不過是把蘆葦換成了聚丙烯纖維，原理一模一樣，網友開玩笑說，“5000年前的專利，現在才收版權費，晚了！”

真正讓學界沸騰的，是這層“水泥”背后反映出的社會組織能力，要燒制130平方米、厚度才1.2厘米的地面，至少需要兩噸干料，按史前窯爐0.3立方米的容積算，得燒80窯，用掉10噸柴火，還得200個壯勞力連續干上7天，更關鍵的是配比，氧化鈣、二氧化硅、三氧化二鋁的比例誤差不能超過3%，不然強度立馬下降，沒有文字，沒有秤，他們靠什么把“實驗室級別”的配方一代代傳下來，答案可能藏在F901主室正中間的圓形灶坑里，灶壁上嵌著一塊直徑30厘米的“水泥圓盤”，中心微微凹陷，像一口小鍋，學者推測，這就是“標準試塊”，每燒一窯，先捏個小圓餅放進灶膛，要是灶火滅了圓餅敲起來聲音清脆，就說明溫度到了，大窯才能開燒，今天混凝土企業28天試壓的“質檢流程”，被他們用一塊小圓餅提前5000年搞定了。

2019年，國際材料聯合會把大地灣“水泥”列入了“世界膠凝材料史前遺產名錄”，跟羅馬萬神殿、瑪雅羽蛇金字塔放在了一起，頒獎詞寫得特別有感情，“在人類還處在新石器時代的夜空下，中國西北的一群無名工匠，用窯火點燃了現代建材的第一縷曙光”，消息傳回邵店村，80歲的邵海娃指著自家水泥院子咧嘴笑，“我就說嘛，這老地面比我家新買的425還結實！”

今天，你要是去大地灣遺址博物館，還能踩在那片青灰色的地面上，鞋底跟5000年前的“混凝土”摩擦，發出細微又清脆的“嗒嗒”聲，像一串密碼，把兩個相隔35個世紀的世界悄悄連通了，講解員會告訴你，這層1.2厘米厚的地面，扛住了離現在最近的一次6.5級地震，就是1920年的海原大地震，而F901房址四周的黃土墻早就塌成土堆了，站在這片沉默卻堅硬的灰色之上，你會突然明白，真正讓文明延續下去的，不是城墻有多高，而是我們能把腳下的土地，變得多么堅實。

參考文獻：
1. 郎樹德、趙建龍：《甘肅秦安大地灣F901宮殿遺址發掘報告》，《考古》1986年第2期。
2. 安志宏：《大地灣遺址“混凝土”地面初步研究》，《建筑材料學報》2015年第1期。
3. 甘肅省文物考古研究所：《大地灣——新石器時代遺址發掘報告》，文物出版社，2021年。