陶瓷科技考古学-第三章1

第三章陶瓷烧成工艺3.1历代陶瓷窑炉的发展3.1.1平地堆烧平地露天堆烧：云南傣族地区至今仍有这种堆烧方法；甑皮岩：680℃；巫山大溪文化：750－830℃；宜都红花套下层(大溪文化)：600－700℃；3.1.2窑内烧制1.新石器时代一次性泥质薄壳窑，横穴窑和竖穴窑；都是掏挖生土层修制而成，皆属升烟窑；西亚地区陶窑皆修筑于地表；横穴窑：火膛较长，其中一部分也可为火道；窑室(略呈圆形，直径约1米)在火膛末端之上；窑室底部，即窑床上：火眼；窑壁上收；有排气孔；竖穴窑：火膛较短，窑室直接坐于火膛之上；窑室情况基本同横穴窑，直径：1－1.5米；龙山文化、商、西周：窑箅，上设火眼；比横穴窑进步，烧成温度略高；龙山文化陶窑：火膛、火道和窑室三部分组成；火膛较深，火道较长，中间有三股主火道，两侧有两、三股支火道，火道上部有窑箅，火眼；近火膛处，火眼小，远处则大，使窑内温度均匀；半坡仰韶文化陶窑复原图龙山文化陶窑平、剖面图2.商代陶窑已有馒头窑的因素；火膛、窑室合为馒头形；早期：火膛呈直壁平底圆筒形，直径约1.4米；火膛上部有厚约0.1米的窑箅，由支柱支撑，窑箅上密布有直径约10厘米的箅孔，窑箅上面即窑室；火膛一侧有火门；火膛增高，箅孔加大：炉温提高；中期：箅孔更大，温度更高。后期：箅孔数减少，但箅孔直径增大；因支柱减少，燃料(柴草)增多，温度升高；商代陶窑平、剖面图3.西周陶窑已属馒头窑形制，可分两种：1).窑室、窑箅、火膛、支柱和火门；窑室底部平面呈圆形，直径约1.8米；窑箅厚约0.4米，4个椭圆形对称箅孔；箅下为圆形火膛，火膛中部有支柱，与支柱对应的壁上挖一火门。2).窑室、窑箅、火膛和火门；无支柱；陶窑发展规律：烧成温度提高，分布均匀；西周陶窑剖面图关于烟囱：新石器时代的陶窑：多属横穴窑；晚期：陶窑结构改进较大；主要是：火道和火孔的增加，火膛与窑室间距离的缩短；与此同时：火膛逐渐移向窑室下方；最终导致：竖穴窑的成熟；这时：已进入商代；大多数陶窑：顶部未能保存；无法判断：早期竖穴窑的顶部是否设有烟囱；江西吴城商代遗址发掘简报指出：其第二期的一个小型圆窑顶上，有略高于窑顶而向外突出的出烟孔，很可能是烟囱的残留部分；之后：烟囱从顶部移向下部，可根据陶窑残留部分有无出烟口，推知其上有无烟囱；如：湖北江陵毛家山发掘的战国陶窑，其不是挖地为窑，而是在地面筑墙为窑，窑后面留有一出烟口，表明该窑原有烟囱；非常重要的是：1984年，浙江上虞县百官镇李家山坡脊下部龙窑的发现；该处：清理出6座烧制印纹硬陶的陶窑；其中：5座呈倾斜的长条形；各窑略呈半圆形，环绕着李家山脚，皆利用自然斜坡挖一凹沟，在凹沟底部及周壁涂抹一层粘土作为窑床；陶窑都有不同程度的破坏；仅编号为Y2的陶窑：保存较好；该窑：长5.1米，最宽处为1.22米，窑底呈16，向上倾斜；整个窑：由火膛和窑室组成；火膛：长1.3米，宽0.96米，残壁高16厘米；窑床：长3.8米，残壁高10～33厘米；火膛壁呈黑色，底面已结成硬壳；窑床底部亦呈黑色，自火膛至窑尾，黑色渐淡；接近火膛处：已结成硬壳；由此表明：该窑烧制温度较高，但窑内温度不均匀；发掘者发现：此窑与其它后半部保存较好的两窑，尾部均未设挡火墙；窑底坡度：前后基本一致；窑址出土的印纹硬陶：纹饰、器型，都属商代；推断：这5座龙窑为早期龙窑，时间为商代；然而，5座龙窑的上部荡然无存，无法断定其尾部出烟孔处的状况；根据窑长和窑底坡度估算：窑头至窑尾出烟孔的高度差约为2米，可产生相当强的空气抽力，有效地提高龙窑的温度；龙窑的发明：改变了南方陶窑烧成温度低于北方的状况，使印纹硬陶和原始瓷器率先出现在南方？龙窑窑内和窑区的出土陶器：绝大多数是印纹硬陶，泥质陶所占比例甚小；相当部分陶片：因烧成温度太高而过烧；如：表面起泡、整体变形，甚至熔融成“陶渣”等；反映：龙窑的高温；龙窑初期，人们对高温的掌握和新材料的选用有一个不太短的探索过程；1986年，吴城遗址的第六次发掘，也发现属于吴城二期文化的10座陶窑；发掘者认为：4座为平焰式龙窑，6座为升烟式圆角三角形窑；因破坏严重，只能辨认少数陶窑的基本形式；如：编号为Y6的陶窑，其残存窑床长750厘米，窑尾宽107厘米，窑头残宽101厘米，窑墙残高仅10～22厘米；发掘者发现：窑的一壁上留有宽为28～42厘米不等凹槽9个，应为投柴孔；从窑头至窑尾：水平高差为13厘米，倾斜度不明显；窑床内堆积：主要为塌落红烧土和炭屑的混合物，及50枚原始瓷罐、粗绳纹砂质陶罐和圆凹底泥质硬陶罐的残片；因破坏严重，窑床倾斜度不明显：难以判断其是否为平烟式龙窑；因窑内出土硬质陶和原始瓷残片，且该窑位于吴城遗址范围内，应可确定这种长形窑已能烧至较高温度；浙江绍兴富盛的战国兼烧印纹硬陶和原始瓷龙窑：发掘者根据窑尾的窑墙残迹，推测设有挡火墙；西周原始青瓷壶该窑窑头破坏严重，无法确知其长度；根据其残长3米和可能延伸的长度：推测窑长不会超过6m，宽2.42m，墙厚12～15cm、残高20cm，自底部向内作弧线收缩；说明：窑从窑底就开始起拱，窑不会太高；残存窑底表明：其倾斜为16；底上铺厚约8～10cm砂粒；窑内堆积：少量原始瓷和印纹陶残片，及扁圆形托珠，无提高制品装烧高度的窑底垫具；表明：制品直接放置在底部砂粒上烧成；因窑底温度偏低，故在窑旁的堆积中，常有中上部已基本烧结，底部生烧的原始瓷残片；原始瓷器皿内、外底部：留有叠烧所用的三个扁圆形托珠痕迹；表明：用垫珠隔开叠放成不高柱状烧成；窑墙内部：烧结成坚实的青黑色，窑底所铺砂粒亦已烧结成块；表明：这座龙窑确可烧至较高温度；该窑：除窑尾可能有挡火墙，窑室较宽外，其余结构和上虞商代龙窑基本相似；烧成温度较高的原因：窑底沿长度有向上斜坡，起烟囱作用；窑身越长或坡度越大：所起作用就越大；结果：后世龙窑有加长窑身和增加坡度的趋势；当然，窑身太长：超过火焰所能达到的长度，则烧不好后部的制品；坡度太大：则火焰流动太快，也不利于温度的提高；整个龙窑发展过程：随着所烧的制品不同，窑的长度和坡度屡有变化；如，宋代中期龙泉窑：窑身普遍较长，最长可达80余米；宋代晚期：窑身逐渐缩短，一般在20~50米间；这种龙窑：无法仅靠窑头火膛，供全窑热量；因此，在窑墙两边开多个投柴孔，以便逐步从头至尾依次烧成；整个烧成过程：分段起着预热、烧成、冷却的作用，合理利用了燃烧的热量；结果：具有我国特色龙窑，自商代以来，一直沿用到近代；对我国陶瓷业的发展起着非常重要的作用；与龙窑同时：南方也有了带烟囱的其它类型烧制印纹硬陶的窑；如，江西修水山背：一座商代陶窑；窑内堆积：以几何印纹硬陶片为主；该窑，火膛：长1.1、宽1.4、残高0.21米；窑室：长0.8米、宽1.62米、残壁高0.75米；窑后有烟囱两个；值得注意的是：该窑火膛特大，属大火膛、小窑室和双烟囱的小型窑；这是我国先民提高陶窑烧成温度的另一有效方法；浙江萧山进化：也发现一座战国时圆形陶窑；其窑室：直径约为2米、窑墙残高约1.2米；火膛对面窑墙下部：设三个出烟孔和三个烟囱；此窑也有小窑室、大火膛和多烟囱的特点，可保证烧到较高温度；窑址内，发现用以支托叠烧器皿的泥砂块；与绍兴富盛战国龙窑的扁圆形托珠同一时代；说明：至少战国时，浙江已采用器物在明火中叠放的装烧方式；泥砂块和扁圆形托珠：后世支钉和垫片雏形；其出现和不断改进：陶瓷器的装烧质量有重要作用；这种泥砂块是否经过低温预烧，有两种意见：一是萧山窑调查者：事先经低温预烧；一是《中国南方古代印纹陶》作者：直接使用，否则与坯体收缩不一，导致坯体炸裂；事实上这两种情况都可能存在，泥砂垫块的烧与不烧都可以，很可能多次使用；为防止所烧器皿在烧成中变形，采用未烧垫片与器物同时装窑烧成，且只使用一次；更重要的是：垫片与所垫器物必须泥料相同；显然萧山窑：所用泥砂块与印纹陶或原始瓷不是相同泥料，其涨缩行为不会与所垫烧器物产生同步效应；再有，印纹硬陶和原始瓷都比较厚，底部也不够规整；泥砂块也不够平整，与所垫器物底部的接触面也不大；因此，使用这类泥沙块初期，先民们的经验和器物的规整程度，都可能不会有这样的主观和客观需要；除上述烧制印纹硬陶的陶窑外，福建闽侯昙石山第六次发掘中，中层也发现二座残窑址；因破坏严重，仅从残存坚硬的紫红色或青蓝色烧土所构成的窑壁或窑底观察到，其窑室直径分别为0.8及1.1米；这里出土：印纹硬陶共128片，占出土陶片总数的1.69％；时代为商代晚期到西周初期；另外，吴城商代遗址的商代晚期地层中、新沂县三里墩遗址发掘的西周早期地层中、韶关走马冈商代晚期至西周前期地层中：也各发现一座陶窑；根据现有资料，我国烧造印纹硬陶地区，在商、周、春秋战国：主要有两种值得注意的陶窑：一种是龙窑，另一种是带多烟囱的大燃烧室和小窑室的陶窑；它们的共同特点：能烧到较高温度，为印纹硬陶出现创造了必要的条件；前面曾指出：新石器遗址所发现的陶窑几乎全在我国北方；只有到商周：南方才逐渐有陶窑发现；《我国新石器时代－西周陶窑综述》一文的不完全统计：新石器到西周，发现的114座陶窑中，只有4座，是南方发现的；即：福建闽侯昙石山、江西吴城和江苏新沂县三里墩的4座陶窑；都是商代晚期和西周早期的陶窑，没有新石器时代的；注：以上是1982年以前的统计，此后，广东和湖南又发现大量陶窑，绝大部分是商周烧制硬陶和原始瓷；另外3座陶窑在湖北郧县和天门及四川的西昌；除这7座外，其余则都是在北方发现；尽管该文作者说明：这一收集可能有遗漏，但南北方陶窑发现数如此大的反差，不正说明南方在新石器时代，多数遗址陶器的烧成可能还是处在平地堆烧的无窑烧成阶段；南方出土陶器的烧成温度较之北方陶器要低，也就并不奇怪；奇怪的是：南方在商代出现陶窑后，很快就将烧成温度提高到1100℃以上；这应归功于龙窑及小窑室大火膛多烟囱的陶窑；下表为用涨缩法测得的印纹硬陶烧成温度；共46个数据，其中，1000℃以下有6个，占总数13％；1000～1100℃间有17个，占37％；大于1100℃的为23个，约占50％，只有2个大于1200℃；可见：绝大多数超过1000℃，多数亦在1100℃至1200℃间；一般说来，新石器晚期或商代早期，烧成温度要低一些，多数在1000℃左右；严格地说：这些印纹陶尚不能称为印纹硬陶；待至商晚到春秋战国，多数都大于1100℃；上述烧成温度提高的情况，既符合客观发展规律，也和实际情况相符合；印纹硬陶出现之初，化学组成变化和烧成温度提高要有一个相互适应、探索和认识的过程；化学组成方面，因就地取土限制，变化不会太大，但也有一个在一定范围内寻找和试用的阶段；因此，有些化学组成已能承受1100℃以上的高温，而烧制成印纹硬陶，有的则不能，导致制品变形严重，甚至起泡而明显过烧；印纹硬陶的烧成温度上虞百官镇龙窑：窑侧堆集中，发现的起泡、开裂、变形印纹陶片；萧山进化窑址：烧扁的及粘在一起的印纹陶器；炉窑的改进：也是逐步完成的；显然，绍兴富盛战国时龙窑，比上虞百官镇商代龙窑有所进步；萧山进化战国圆形陶窑，比修水山背的商代陶窑要进步；印纹硬陶的烧成温度：从陶器的900℃左右提高到1100℃左右，约有200℃之多；特别是浙江江山营盘山，烧成温度高达1280℃；实现了我国陶瓷工艺中烧成温度的第一次突破；考虑到这是在2000多年前，不能不说是一次很大的高温技术的突出成就；不仅对我国陶瓷工艺的发展，而且对金属冶炼都起着相当的推进作用；商、周及秦、汉：砖、瓦烧成温度在850～1000℃范围内，一般都在还原气氛下烧成，故砖、瓦皆呈青灰色；较之氧化气氛烧制的砖瓦：烧成性能更好、机械强度更高；这种质量甚佳、特色鲜明的砖瓦：我国古代工匠的杰出创造；方法：烧成后期向窑内“引水”；起源：这种工艺起源于何时，尚缺少有力依据，有待今后考古资料的揭示；4.秦汉时期陶窑砌建始倾向于大窑室和大火膛；如：60年代初，在秦都咸阳故城址滩毛村发现的一座烧陶器的马蹄形陶窑，其窑室长2.3米，前宽2.3米，中宽2.2米，后宽2米；火膛呈不规则的三角形，长约1.35米，最宽处1.6米；这种大窑室：适应烧制大型制品的砖和大量的瓦；为与大窑室、大火膛相配合