Будівельні матеріали є основними будівельними речовинами, що визначають характеристики, стиль та враження будівлі. Традиційні будівельні матеріали включають переважно камінь, дерево, глиняну цеглу, вапно та гіпс, тоді як сучасні будівельні матеріали включають сталь, цемент, бетон, скло та пластмаси. Кожен з них має відмінні риси та відіграє значну роль у будівництві.
Традиційний будівельний матеріал
1. Камінь
Камінь є одним із найдавніших традиційних будівельних матеріалів, що використовувалися в історії людства. Він має значні запаси, широке поширення, тонку структуру, високу міцність на стиск, добру водостійкість, довговічність та чудову зносостійкість. Західна Європа колись широко використовувала камінь в архітектурі, серед помітних прикладів – чудовий Версальський палац у Франції та будівля британського парламенту. Крім того, єгипетські піраміди були побудовані з використанням точно вирізаних великих кам'яних блоків. Кам'яна архітектура несе в собі ауру величі, урочистості та благородства. Однак через високу щільність і вагу кам'яні споруди, як правило, мають товстіші стіни, що зменшує коефіцієнт площі підлоги будівлі. Тим не менш, його можна використовувати як символ розкоші у вишуканій архітектурі, створюючи унікальні художні ефекти.
2. Деревина
Деревина, як традиційний будівельний матеріал, має такі характеристики, як легка вага, висока міцність, естетична привабливість, добра оброблюваність, відновлюваність, переробка та екологічність без забруднення. Тому дерев'яні конструкції будівель демонструють чудову стійкість та сейсмостійкість. Однак деревина, що використовується в будівництві, має й недоліки. Вона схильна до деформації, розтріскування, росту цвілі та зараження комахами. Крім того, вона вразлива до пожежі, що може вплинути на її якість та довговічність.
Деревина була позачасовим будівельним матеріалом завдяки своїм чудовим механічним властивостям і широко використовувалася в будівництві з давніх часів. Деякі будівлі, такі як частини храму Наньчань та храму Фогуан на горі Утай у Китаї, слугують типовими архітектурними зразками. Ці споруди мають пологі, незмінні схили, широкі карнизи, помітні кронштейни та урочистий і простий стиль.
У сучасних цивільних інженерних проектах такі елементи, як балки, колони, опори, двері, вікна та навіть бетонні форми, виготовляються з деревини. Як повітропроникний будівельний матеріал, деревина забезпечує тепло взимку та прохолоду влітку, створюючи таким чином найбільш придатне середовище для проживання людей.
Храм Наньчань, Китай
3. Глиняні цеглини
Глиняна цегла – це вид будівельного матеріалу, створеного людиною. Протягом тривалого часу звичайна глиняна цегла була основним стіновим матеріалом для будівництва житла в Китаї. Глиняна цегла характеризується невеликими розмірами, легкою вагою, простотою будівництва, впорядкованою та правильною формою, несучою здатністю, ізоляційними та експлуатаційними можливостями, а також оздобленням фасаду. Її використання в будівництві відіграло значну роль у створенні житлових приміщень для людей. Заборонене місто – це типове архітектурне зображення, в якому використовуються глиняні цеглини. Глиняні цеглини правильної форми, що використовуються для зовнішнього фасаду, сприяють вражаючому художньому ефекту Забороненого міста. Однак сировиною для глиняних цеглин є природна глина, а їх виробництво передбачає жертвування орними землями. Поступово їх замінюють інші матеріали. Тим не менш, їхнє місце в історії архітектури людства ніколи не буде стерте.
4. Лайм
Вапно, як традиційний будівельний матеріал, відоме своєю високою пластичністю, повільним процесом твердіння, низькою міцністю після твердіння та значною усадкою об'єму під час твердіння. Його тисячолітня історія свідчить про довіру та залежність людства від цього матеріалу. Вапно залишається важливим будівельним матеріалом, що широко використовується в різних будівельних проектах та галузях промисловості, таких як внутрішнє штукатурення, змішування вапняного розчину та затирки, а також виготовлення саманної та глиняної цегли.
Так само гіпс, ще один давній традиційний будівельний матеріал, може похвалитися рясною сировиною, простим виробничим процесом, низьким споживанням енергії, сильним поглинанням вологи, доступністю та екологічністю. Він особливо підходить для сучасних архітектурних внутрішніх перегородок, декору та оздоблювальних проектів. Крім того, його в основному використовують для виготовлення гіпсової штукатурки та гіпсових виробів.
Сучасний будівельний матеріал
5. Сталь
Сталь відіграє вирішальну роль у сучасній архітектурі як будівельний матеріал. Сталь має чудові якості, такі як легка, але висока міцність, добра пластичність і в'язкість, безпека та надійність, високий рівень індустріалізації, висока швидкість будівництва, легкий демонтаж, хороші герметичні властивості та висока термостійкість. Ці преміальні характеристики роблять її важливою в сучасній архітектурі, в основному використовується у сталевих конструкціях великих прольотів, таких як аеропорти та стадіони, сталевих конструкціях висотних будівель, включаючи готелі та офісні будівлі, високих конструкціях, таких як телевізійні та комунікаційні вежі, сталевих конструкціях з листової оболонки, таких як великі резервуари для зберігання нафти та газу, промислових заводських сталевих конструкціях, легких сталевих конструкціях, таких як невеликі склади, сталевих конструкціях мостів та сталевих конструкціях для переміщення компонентів, таких як ліфти та крани.
6. Цемент
Цемент, як сучасний будівельний матеріал, знаходить широке застосування в промисловості, сільському господарстві, водних ресурсах, транспорті, міському розвитку, портах та оборонному будівництві. У сучасну епоху він став незамінним будівельним матеріалом для будь-якого будівельного проекту. Цемент - це неорганічний порошкоподібний матеріал, який при змішуванні з водою утворює рідку та пластичну пасту. З часом ця цементна паста зазнає фізичних та хімічних змін, перетворюючись з пластичної пасти на затверділу тверду речовину з певним рівнем міцності. Вона також може зв'язувати тверді маси або гранульовані матеріали, створюючи єдину структуру. Цемент не тільки твердне та набуває міцності під впливом повітря, але й може тверднути у воді, зберігаючи та навіть покращуючи свою міцність. Цемент широко використовується в будівельних проектах, з широким спектром застосування в цивільному будівництві, нафтогазовій інфраструктурі, будівництві дамб, кам'яному будівництві, будівництві доріг тощо.
7. Бетон
Бетон, як сучасний будівельний матеріал, відіграє дуже важливу роль у сучасних будівельних проектах. Бетон – це будівельний матеріал, який утворюється шляхом змішування в'язких речовин, таких як глина, вапно, гіпс, вулканічний попіл або природний асфальт, з заповнювачами, такими як пісок, шлак та щебінь. Він має чудові властивості, включаючи міцну когезію, довговічність та водонепроникність. Однак бетон вважається крихким матеріалом з високою міцністю на стиск, але дуже низькою міцністю на розтяг, що робить його схильним до розтріскування.
З появою цементу та сталі було виявлено, що поєднання цих матеріалів забезпечує кращу міцність зчеплення та дозволяє їм доповнювати слабкі сторони один одного, використовуючи їхні сильні сторони. Включення сталевої арматури в бетон не тільки захищає сталь від впливу атмосфери, запобігаючи корозії, але й підвищує міцність конструкції на розтяг. Це призвело до розробки залізобетону, розширивши спектр застосування бетону в будівництві.
Порівняно з традиційними цегляними та кам'яними конструкціями, дерев'яними та сталевими конструкціями, бетонні конструкції зазнали швидкого розвитку та стали основним конструкційним матеріалом у цивільному будівництві. Більше того, високоефективний бетон та інноваційні типи бетону продовжують розвиватися та розвиватися в галузі будівництва.
8. Скло
Крім того, скло та пластик, як сучасні інноваційні будівельні матеріали, постійно використовуються в сучасних будівельних проектах. Скло може задовольнити вимоги щодо денного освітлення, декорування та дизайну фасадів, що відповідає вимогам енергоефективності сучасної архітектури. Скло знаходить застосування майже у всіх аспектах будівництва завдяки своїм різним типам, таким як загартоване скло, напівзагартоване скло, ізоляційне скло, ламіноване скло, тоноване скло, скло з покриттям, візерункове скло, вогнетривке скло, вакуумне скло тощо.
Шанхайський Полігранд-театр
9. Пластик
Пластик – це новий клас будівельних матеріалів, який завдяки своїм чудовим характеристикам, широкому спектру застосування та багатообіцяючим перспективам вважається четвертою основною категорією будівельних матеріалів після сталі, цементу та деревини в сучасному будівництві. Пластик має широку сферу застосування: від дахів до ґрунтових поверхонь, від зовнішніх громадських приміщень до матеріалів для внутрішнього оздоблення. Наразі найпоширенішими сферами застосування пластику в будівництві є водопровідні та дренажні труби, газопровідні труби, а також ПВХ-двері та вікна, а також електричні дроти та кабелі.
Однією з вагомих переваг пластмас є їхній значний потенціал енергозбереження, оскільки виробництво та використання пластикових виробів мають значно нижче споживання енергії порівняно з іншими будівельними матеріалами. Як результат, пластмаси зараз широко використовуються в різних будівельних проектах покрівлі, стін та підлог. Галузь архітектурних пластмас постійно розвивається в напрямку вищої функціональності, покращених характеристик, універсальності та економічної ефективності.
10. Силіконовий герметик
Силіконовий герметик – це пастоподібна речовина, що утворюється шляхом змішування полідиметилсилоксану як основної сировини зі зшиваючими агентами, наповнювачами, пластифікаторами, зв'язуючими агентами та каталізаторами у вакуумних умовах. За кімнатної температури він твердне та утворює еластичний силіконовий каучук завдяки реакції з вологою повітря. Він використовується для склеювання та герметизації різних типів скла та інших матеріалів. Наразі Eolya пропонує багатофункціональні герметики, включаючи герметик для скла, атмосферостійкий герметик, вогнестійкий герметик, герметик для каменю, герметик для металевих швів, герметик, стійкий до цвілі, декоративний герметик для швів та герметик для ізольованого скла, серед інших, доступні в різних типах та специфікаціях.
11. Пінополіуретан (PU Foam)
Як новий тип будівельного матеріалу, пінополіуретан привернув широку увагу в останні роки. Він синтезується з мономерів, таких як ізоціанати та поліоли, шляхом реакції полімеризації, при цьому утворений вуглекислий газ служить піноутворювачем. Ця реакція утворює щільно структуровану мікропористу піну. Пінополіуретан в основному класифікується на жорсткий пінополіуретан, гнучкий пінополіуретан та напівжорсткий пінополіуретан. На відміну від закритокомірчастої структури жорсткого пінополіуретану, гнучкий пінополіуретан має відкритокомірчасту структуру, що характеризується легкою вагою, повітропроникністю та хорошою пружністю. Напівжорсткий пінополіуретан - це тип піни з відкритими комірками, твердість якого знаходиться між м'якою та жорсткою піною, а також має вищі значення навантаження на стиснення. Жорсткий пінополіуретан, новий синтетичний матеріал з ізоляційними та гідроізоляційними функціями, має низьку теплопровідність та малу щільність, тому часто використовується як ізоляційний та теплоізоляційний матеріал у будівництві.
Порівняно з традиційними будівельними матеріалами, пінополіуретан має видатні переваги в різних аспектах, включаючи чудові ізоляційні характеристики, високу вогнестійкість, високу водостійкість та стабільні механічні властивості. Його можна наносити на місці шляхом лиття або напилення для формування суцільного шару ізоляції, і він знайшов широке застосування в зовнішніх оздобленнях будівель, дахах, підлогах, дверях, вікнах та мережах опалення.
Порівняно з традиційними та сучасними будівельними матеріалами, завдяки розвитку технологій та зміні архітектурних вимог, сучасні будівельні матеріали пропонують більше переваг, ніж традиційні. Як наслідок, вони зайняли домінуюче становище в сучасній архітектурі, тоді як традиційні будівельні матеріали використовуються як допоміжні. Сучасні будівельні матеріали, такі як сталь, цемент, бетон, скло та композити, порушили обмеження форми та розміру, що накладаються традиційними матеріалами, такими як камінь, дерево, глиняна цегла та вапняний гіпс. Вони сприяли розвитку висотних конструкцій з великими прольотами та відповідали вимогам міського будівництва, узгоджуючи це з тенденціями охорони навколишнього середовища та енергозбереження в сучасному суспільстві.
Час публікації: 31 серпня 2023 р.
