Materiały budowlane to podstawowe składniki konstrukcji, decydujące o charakterystyce, stylu i efekcie budynku. Tradycyjne materiały budowlane to głównie kamień, drewno, cegła ceramiczna, wapno i gips, podczas gdy nowoczesne materiały budowlane obejmują stal, cement, beton, szkło i tworzywa sztuczne. Każdy z nich posiada charakterystyczne cechy i odgrywa istotną rolę w budownictwie.
Tradycyjny materiał budowlany
1. Kamień
Kamień jest jednym z najwcześniejszych tradycyjnych materiałów budowlanych w historii ludzkości. Charakteryzuje się dużymi zasobami, szerokim rozpowszechnieniem, delikatną strukturą, wysoką wytrzymałością na ściskanie, dobrą wodoodpornością, trwałością i doskonałą odpornością na zużycie. W Europie Zachodniej kamień był niegdyś powszechnie stosowany w architekturze, czego godnymi uwagi przykładami są wspaniały Pałac Wersalski we Francji i brytyjski Parlament. Ponadto, egipskie piramidy budowano z precyzyjnie ciętych, dużych bloków kamiennych. Architektura kamienna emanuje aurą majestatu, powagi i szlachetności. Jednak ze względu na swoją gęstość i ciężar, kamienne konstrukcje mają zazwyczaj grubsze ściany, co zmniejsza stosunek powierzchni użytkowej budynku do jego powierzchni użytkowej. Niemniej jednak, może być on symbolem luksusu w architekturze ekskluzywnej, tworząc unikalne efekty artystyczne.
2. Drewno
Drewno, jako tradycyjny materiał budowlany, charakteryzuje się lekkością, wysoką wytrzymałością, walorami estetycznymi, dobrą obrabialnością, odnawialnością, możliwością recyklingu oraz przyjaznością dla środowiska i brakiem zanieczyszczeń. Dlatego drewniane konstrukcje budynków charakteryzują się doskonałą stabilnością i odpornością na wstrząsy sejsmiczne. Drewno stosowane w budownictwie ma jednak również swoje wady. Jest podatne na odkształcenia, pękanie, rozwój pleśni i szkodników. Ponadto jest podatne na ogień, co może negatywnie wpłynąć na jego jakość i trwałość.
Drewno jest ponadczasowym materiałem budowlanym ze względu na swoje doskonałe właściwości mechaniczne i jest szeroko stosowane w budownictwie od czasów starożytnych. Niektóre budowle, takie jak fragmenty świątyni Nanchan i świątyni Foguang na górze Wutai w Chinach, stanowią typowe przykłady architektury. Konstrukcje te charakteryzują się łagodnymi, jednolitymi nachyleniami, rozległymi okapami, wyraźnymi wspornikami oraz uroczystym i prostym stylem.
W nowoczesnych projektach inżynierii lądowej i wodnej elementy takie jak belki, kolumny, podpory, drzwi, okna, a nawet formy betonowe opierają się na drewnie. Jako oddychający materiał budowlany, drewno zapewnia ciepło zimą i chłód latem, tworząc w ten sposób najbardziej odpowiednie środowisko życia dla ludzi.
Świątynia Nanchan, Chiny
3. Cegły gliniane
Cegły gliniane to rodzaj sztucznego materiału budowlanego. Przez długi czas pospolite cegły gliniane były głównym materiałem ściennym w budownictwie mieszkaniowym w Chinach. Cegły gliniane charakteryzują się niewielkimi rozmiarami, lekkością, łatwością montażu, uporządkowanym i regularnym kształtem, nośnością, właściwościami izolacyjnymi i konserwacyjnymi, a także dekoracyjnością elewacji. Ich zastosowanie w budownictwie odegrało znaczącą rolę w tworzeniu przestrzeni mieszkalnych. Zakazane Miasto to typowy przykład architektoniczny wykorzystujący cegły gliniane. Regularne kształty cegieł glinianych użytych do elewacji zewnętrznej przyczyniają się do imponującego efektu artystycznego Zakazanego Miasta. Surowcem do produkcji cegieł glinianych jest jednak naturalna glina, a ich produkcja wiąże się z poświęceniem gruntów ornych. Stopniowo były one zastępowane innymi materiałami. Niemniej jednak ich pozycja w historii architektury ludzkiej nigdy nie zostanie wymazana.
4. Wapno
Wapno, jako tradycyjny materiał budowlany, znane jest ze swojej dużej plastyczności, powolnego procesu twardnienia, niskiej wytrzymałości po utwardzeniu oraz znacznego skurczu objętościowego podczas twardnienia. Jego tysiącletnia historia świadczy o zaufaniu i zależności ludzkości od tego materiału. Wapno pozostaje ważnym materiałem budowlanym, szeroko stosowanym w różnych projektach budowlanych i gałęziach przemysłu, takich jak tynkowanie wnętrz, mieszanie zaprawy wapiennej i spoin oraz produkcja cegieł adobe i mułowych.
Podobnie gips, kolejny tradycyjny materiał budowlany, charakteryzuje się dużą dostępnością surowców, prostym procesem produkcji, niskim zużyciem energii, wysoką absorpcją wilgoci, przystępną ceną i jest przyjazny dla środowiska. Szczególnie nadaje się do nowoczesnych przegród architektonicznych, dekoracji i projektów wykończeniowych. Ponadto, jest wykorzystywany głównie do produkcji tynków gipsowych i wyrobów gipsowych.
Nowoczesny materiał budowlany
5. Stal
Stal odgrywa kluczową rolę w nowoczesnej architekturze jako materiał budowlany. Charakteryzuje się doskonałymi właściwościami, takimi jak lekkość, a jednocześnie wysoka wytrzymałość, dobra plastyczność i wytrzymałość, bezpieczeństwo i niezawodność, wysoki poziom industrializacji, szybkość budowy, łatwość demontażu, dobre właściwości uszczelniające oraz wysoka odporność na ciepło. Te wyjątkowe właściwości sprawiają, że jest ona niezbędna w nowoczesnej architekturze, głównie w stalowych konstrukcjach o dużej rozpiętości, takich jak lotniska i stadiony, stalowych konstrukcjach budynków wysokościowych, takich jak hotele i biurowce, wysokich konstrukcjach, takich jak wieże telewizyjne i telekomunikacyjne, stalowych konstrukcjach płytowych, takich jak duże zbiorniki na ropę naftową i gaz, stalowych konstrukcjach fabryk przemysłowych, lekkich konstrukcjach stalowych, takich jak małe magazyny, stalowych konstrukcjach mostowych oraz konstrukcjach stalowych do elementów ruchomych, takich jak windy i dźwigi.
6. Cement
Cement, jako nowoczesny materiał budowlany, znajduje szerokie zastosowanie w przemyśle, rolnictwie, gospodarce wodnej, transporcie, rozwoju miast, budownictwie portowym i obronnym. W dobie nowożytnej stał się niezbędnym materiałem konstrukcyjnym w każdym projekcie budowlanym. Cement to nieorganiczny materiał w postaci proszku, który po zmieszaniu z wodą tworzy płynną i plastyczną pastę. Z czasem ta pasta cementowa ulega zmianom fizycznym i chemicznym, przekształcając się z plastycznej pasty w utwardzone ciało stałe o określonym poziomie wytrzymałości. Może również wiązać ze sobą stałe masy lub materiały ziarniste, tworząc jednolitą strukturę. Cement nie tylko twardnieje i zyskuje wytrzymałość pod wpływem powietrza, ale może również twardnieć w wodzie, utrzymując, a nawet zwiększając swoją wytrzymałość. Cement jest szeroko stosowany w projektach budowlanych, z szerokim zakresem zastosowań w inżynierii lądowej i wodnej, infrastrukturze naftowo-gazowej, budowie zapór, budownictwie murowym, budownictwie drogowym i wielu innych.
7. Beton
Beton, jako nowoczesny materiał budowlany, odgrywa niezwykle istotną rolę we współczesnych projektach budowlanych. Beton to materiał budowlany powstający w wyniku zmieszania spoiw, takich jak glina, wapno, gips, popiół wulkaniczny lub naturalny asfalt, z kruszywami, takimi jak piasek, żużel i tłuczeń kamienny. Charakteryzuje się doskonałymi właściwościami, takimi jak wysoka spójność, trwałość i wodoodporność. Beton jest jednak uważany za materiał kruchy o wysokiej wytrzymałości na ściskanie, ale bardzo niskiej wytrzymałości na rozciąganie, co czyni go podatnym na pękanie.
Wraz z wprowadzeniem cementu i stali odkryto, że połączenie tych materiałów zapewnia lepszą wytrzymałość wiązania i pozwala im uzupełniać swoje słabe strony, jednocześnie wykorzystując ich mocne strony. Wbudowanie zbrojenia stalowego w beton nie tylko chroni stal przed działaniem czynników atmosferycznych, zapobiegając korozji, ale także zwiększa wytrzymałość elementu konstrukcyjnego na rozciąganie. Doprowadziło to do rozwoju betonu zbrojonego, rozszerzając zakres zastosowań betonu w budownictwie.
W porównaniu z tradycyjnymi konstrukcjami z cegły i kamienia, drewnianymi i stalowymi, konstrukcje betonowe rozwijają się dynamicznie i stały się podstawowym materiałem konstrukcyjnym w inżynierii lądowej i wodnej. Co więcej, beton o wysokiej wytrzymałości i innowacyjne rodzaje betonu stale się rozwijają i ewoluują w dziedzinie budownictwa.
8. Szkło
Co więcej, szkło i tworzywa sztuczne, jako nowoczesne, innowacyjne materiały budowlane, są stale wykorzystywane we współczesnych projektach budowlanych. Szkło może spełniać wymagania dotyczące doświetlenia, dekoracji i projektowania elewacji, dostosowując się do wymogów energooszczędności nowoczesnej architektury. Szkło znajduje zastosowanie w niemal wszystkich aspektach budownictwa dzięki swojej różnorodności, takiej jak szkło hartowane, szkło półhartowane, szkło zespolone, szkło laminowane, szkło barwione w masie, szkło powlekane, szkło ornamentowe, szkło ognioodporne, szkło próżniowe i wiele innych.
Shanghai-Poly-Grand-Theatre
9. Plastik
Tworzywa sztuczne to rozwijająca się klasa materiałów budowlanych, która ze względu na swoje doskonałe właściwości, szeroki zakres zastosowań i obiecujące perspektywy, jest uważana za czwartą główną kategorię materiałów budowlanych po stali, cemencie i drewnie w nowoczesnym budownictwie. Tworzywa sztuczne mają szeroki zakres zastosowań, od dachów po powierzchnie gruntu, od zewnętrznych obiektów użyteczności publicznej po materiały do dekoracji wnętrz. Obecnie najczęstsze zastosowania tworzyw sztucznych w budownictwie obejmują rury wodociągowe i kanalizacyjne, rury przesyłowe gazu oraz drzwi i okna z PVC, a następnie przewody i kable elektryczne.
Jedną z istotnych zalet tworzyw sztucznych jest ich znaczny potencjał energooszczędności, a produkcja i użytkowanie wyrobów z tworzyw sztucznych charakteryzuje się znacznie niższym zużyciem energii w porównaniu z innymi materiałami budowlanymi. W rezultacie tworzywa sztuczne są obecnie szeroko stosowane w różnych projektach związanych z pokryciami dachowymi, ścianami i podłogami. Dziedzina tworzyw sztucznych do zastosowań architektonicznych stale ewoluuje w kierunku wyższej funkcjonalności, lepszej wydajności, wszechstronności i opłacalności.
10. Uszczelniacz silikonowy
Uszczelniacz silikonowy to substancja o konsystencji pasty, powstająca w wyniku zmieszania polidimetylosiloksanu jako głównego surowca z czynnikami sieciującymi, wypełniaczami, plastyfikatorami, środkami sprzęgającymi i katalizatorami w warunkach próżni. W temperaturze pokojowej utwardza się i tworzy elastyczną gumę silikonową poprzez reakcję z wilgocią zawartą w powietrzu. Jest stosowany do klejenia i uszczelniania różnych rodzajów szkła i innych podłoży. Obecnie Eolya oferuje uszczelniacze wielofunkcyjne, w tym uszczelniacz do szkła, uszczelniacz odporny na warunki atmosferyczne, uszczelniacz ognioodporny, uszczelniacz do kamienia, uszczelniacz do spoin metalowych, uszczelniacz przeciwgrzybiczny, uszczelniacz do spoin dekoracyjnych oraz uszczelniacz do szyb zespolonych, dostępne w wielu rodzajach i specyfikacjach.
11. Pianka poliuretanowa (PU Foam)
Pianka poliuretanowa, jako nowy rodzaj materiału budowlanego, zyskała w ostatnich latach szerokie zainteresowanie. Jest syntetyzowana z monomerów, takich jak izocyjaniany i poliole, w reakcji polimeryzacji, w której powstający dwutlenek węgla pełni funkcję środka spieniającego. W wyniku tej reakcji powstaje mikrokomórkowa pianka o ścisłej strukturze. Pianki poliuretanowe dzielą się głównie na sztywne pianki poliuretanowe, elastyczne pianki poliuretanowe i półsztywne pianki poliuretanowe. W przeciwieństwie do zamkniętej struktury sztywnej pianki poliuretanowej, elastyczna pianka poliuretanowa ma strukturę otwartokomórkową, charakteryzującą się lekkością, oddychalnością i dobrą sprężystością. Półsztywna pianka poliuretanowa to pianka o otwartych komórkach, o twardości pomiędzy piankami miękkimi a sztywnymi, charakteryzująca się wyższymi wartościami obciążenia ściskającego. Sztywna pianka poliuretanowa, nowatorski materiał syntetyczny o właściwościach izolacyjnych i hydroizolacyjnych, charakteryzuje się niską przewodnością cieplną i małą gęstością, dlatego jest często stosowana jako materiał izolacyjny i termoizolacyjny w budownictwie.
W porównaniu z tradycyjnymi materiałami budowlanymi, pianka poliuretanowa oferuje wyjątkowe zalety w wielu aspektach, w tym doskonałą izolacyjność, wysoką ognioodporność, wysoką wodoodporność i stabilne właściwości mechaniczne. Można ją aplikować na miejscu poprzez odlewanie lub natrysk, tworząc ciągłą warstwę izolacyjną. Znajduje szerokie zastosowanie w elewacjach budynków, dachach, podłogach, drzwiach, oknach i sieciach ciepłowniczych.
W porównaniu z tradycyjnymi i nowoczesnymi materiałami budowlanymi, dzięki postępowi technologicznemu i zmieniającym się wymaganiom architektonicznym, nowoczesne materiały budowlane oferują więcej zalet niż te tradycyjne. W rezultacie zajęły dominującą pozycję we współczesnej architekturze, podczas gdy tradycyjne materiały budowlane są stosowane jako uzupełnienie. Nowoczesne materiały budowlane, takie jak stal, cement, beton, szkło i kompozyty, przełamały ograniczenia kształtu i rozmiaru narzucane przez tradycyjne materiały, takie jak kamień, drewno, cegła ceramiczna i wapień gipsowy. Ułatwiły rozwój wysokich konstrukcji o dużej rozpiętości i spełniły wymagania budownictwa miejskiego, wpisując się w trendy ochrony środowiska i oszczędzania energii we współczesnym społeczeństwie.
Czas publikacji: 31.08.2023
