科学理論:自作石灰耐火磚
目標と原理
目標:石灰(CaO)を基に黏土を混ぜ、耐火磚を製作、800-1000°Cに耐え、既存の土窯内壁(耐熱400°C)を代替。
原理:石灰(CaO)は石灰石(CaCO₃)を煅焼して得られ、耐熱性が高く(融点2570°C)、純石灰磚は吸水で割れやすいため、黏土(SiO₂+Al₂O₃)を混ぜ構造安定性を高め、耐火性は1000°Cに達する(現代の低級耐火磚に近い)。
資源の入手可能性
石灰石(CaCO₃):白水県(現四川省広元、青川一帯)は巴蜀カルスト地形に属し、石灰石鉱が豊富、河辺や山で採取可能。
入手可能性:100%。無料、雇人で購入可。
黏土:河辺の赤黏土または黄黏土、シリコンとアルミニウム成分を含み、蜀地に豊富。
入手可能性:100%。無料、雇人で採取可。
燃料:木炭(20銭/担)、一般的。
工具:陶罐(家中)、木型(人に作らせる)、焼成は後院の窯炉を使用。
製作工程
石灰の準備:
石灰石を採取、拳大の小塊に破碎。
窯炉で煅焼(700-900°C、既存の400°Cでは不足、改造後に実施)、CaCO₃ → CaO + CO₂、1回6-8時間。
難度:中程度。高温が必要、既存窯炉に風箱(900°C)を加えれば可、さもなければ失敗。
混料:
石灰(CaO)と黏土を2:1または1:1で混合、水を加えて泥漿に。
成型:
木型で磚に圧縮(約20×10×5cm、1塊2-3斤)、1-2日乾燥。
焼成:
窯炉で焼結(800-1000°C、6-12時間)、硬度と耐火性を強化。
技術的難度
窯炉依存:
既存の400°C窯炉では石灰煅焼(700°C)や磚焼結(800°C)が不可、風箱(借用約80文五銖銭)または硝石助燃(週0.1斤)が必要。
工芸経験:
主角に製磚経験なし、石灰-黏土比率や焼成時間の調整に3-5回の試行が必要。
成功基準:
1000°C以上に耐え、割れず、窯内壁に10-20塊(30-60斤)使用。
総合難度
資源は入手容易、工芸は単純。
石灰(CaO)/ 石灰石(CaCO₃) (せっかい / せっかいせき)
注解:
石灰(酸化カルシウム)は東漢で建築や練丹に使用、石灰石(炭酸カルシウム)を高温煅焼し分解(CaCO₃ → CaO + CO₂)。耐熱性が高く、耐火磚の材料に。日本では建築や農業の「石灰」は知られるが、漢代練丹での用途や化学過程は馴染みが薄い。
黏土(SiO₂+Al₂O₃) (ねんど)
注解:
黏土は二酸化ケイ素(SiO₂)と酸化アルミニウム(Al₂O₃)を含み、東漢で煉瓦や陶器に使用。耐火性と構造強度を高める。日本では「粘土」の陶芸や建築用途は知られるが、化学成分や耐火磚での役割は馴染みが薄い。
巴蜀カルスト地形 (ばしょかるすとちけい)
注解:
巴蜀(現四川・重慶一帯)のカルスト地形は石灰石鉱が豊富で、採取に適する。白水県は広元、青川付近。日本では「カルスト地形」は知られるが、「巴蜀」の東漢地理的背景や資源特性は馴染みが薄い。
耐火磚 (たいかせん)
注解:
高温に耐える建築材料。東漢には明確な耐火磚の概念はなく、劉翔熙の現代知識による簡易版。日本では現代の「耐火レンガ」は知られるが、漢代での技術的背景や限界は馴染みが薄い。
五銖銭 (ごしゅせん)
注解:
東漢の標準通貨。西漢武帝時に始まり、約3.25gで広く流通した。日本では「和同開珎」などの通貨は知られるが、「五銖銭」の漢代特有の背景は馴染みが薄い。
硝石 (しょうせき)
注解:
硝酸カリウムで、古代の練丹や火力増強に使用。酸素供給で燃焼を助ける。日本では火薬や工業での「硝石」は知られるが、漢代練丹の助燃用途は馴染みが薄い。
中文版:
科学理论 — 自制石灰耐火砖
目标与原理
目标:用石灰(CaO)为基础,混黏土制耐火砖,耐热800-1000°C,替代现有土窑内壁(耐400°C)。
原理:石灰(CaO)由石灰石(CaCO₃)煅烧制得,耐热性强(熔点2570°C),但纯石灰砖易吸水开裂,需混黏土(SiO₂+Al₂O₃)增强结构稳定性,耐火性可达1000°C(接近现代低级耐火砖)。
资源可得性
石灰石(CaCO₃):白水县(今四川广元一带)属巴蜀喀斯特地貌,石灰石矿常见,河边或山中可采集。
可得性:100%。免费,可雇人购买。
黏土:河边红黏土或黄黏土,含硅铝成分,蜀地丰富。
可得性:100%。免费,可雇人挖取
燃料:木炭(20钱/担),常见。
工具:陶罐(家中)、木模具(找人打造),烧制用后院窑炉。
制作工艺
石灰制备:
收集石灰石,破碎成小块(拳头大小)。
在窑炉中煅烧(700-900°C,现有400°C不足,需改造后实施),CaCO₃ → CaO + CO₂,耗时6-8小时/批。
难度:中等。需高温,现有窑炉若加风箱(900°C)可行,否则失败。
混料:
石灰(CaO)+黏土按2:1或1:1混合,加水调成泥浆。
成型:
用木模压成砖(约20×10×5厘米,每块2-3斤),晾干1-2天。
烧制:
在窑炉中烧结(800-1000°C,6-12小时),增强硬度与耐火性。
技术难度
窑炉依赖:
现有400°C窑炉无法煅烧石灰(需700°C)或烧结砖(需800°C),必须先加风箱(80钱)或硝石助燃(每周0.1斤)。
工艺经验:
主角无制砖经验,需多次试验(3-5次)调整石灰-黏土比例和烧制时间。
成功标准:
耐1000°C+,不开裂,窑内壁用10-20块(30-60斤)。
总体难度
资源易得,工艺简单。