Materiały budowlane to podstawowe substancje konstrukcyjne, określające cechy charakterystyczne, styl i efekty budynku. Tradycyjne materiały budowlane obejmują głównie kamień, drewno, cegły gliniane, wapno i gips, podczas gdy nowoczesne materiały budowlane obejmują stal, cement, beton, szkło i tworzywa sztuczne. Każdy z nich posiada charakterystyczne cechy i odgrywa znaczącą rolę w budownictwie.
Tradycyjny materiał budowlany
1. Kamień
Kamień jest jednym z najwcześniejszych tradycyjnych materiałów budowlanych stosowanych w historii ludzkości. Charakteryzuje się obfitymi rezerwami, szeroką dystrybucją, drobną strukturą, wysoką wytrzymałością na ściskanie, dobrą wodoodpornością, trwałością i doskonałą odpornością na zużycie. W Europie Zachodniej kamień był niegdyś szeroko stosowany w architekturze, czego godnymi uwagi przykładami są wspaniały Pałac Wersalski we Francji i gmach brytyjskiego parlamentu. Dodatkowo piramidy egipskie zbudowano z precyzyjnie wyciętych dużych bloków kamiennych. Architektura kamienna niesie ze sobą aurę majestatu, powagi i szlachetności. Jednak ze względu na dużą gęstość i wagę konstrukcje kamienne mają zwykle grubsze ściany, co zmniejsza współczynnik powierzchni użytkowej budynku. Niemniej jednak może być używany jako symbol luksusu w ekskluzywnej architekturze, tworząc niepowtarzalne efekty artystyczne.
2. Drewno
Drewno, jako tradycyjny materiał budowlany, charakteryzuje się lekkością, dużą wytrzymałością, estetyką, dobrą urabialnością, odnawialnością, możliwością recyklingu i przyjaznością dla środowiska bez zanieczyszczeń. Dlatego drewniane budynki konstrukcyjne wykazują doskonałą stabilność i odporność sejsmiczną. Drewno stosowane w budownictwie ma jednak również wady. Jest podatny na odkształcenia, pękanie, rozwój pleśni i insekty. Ponadto jest podatny na ogień, co może mieć wpływ 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 budynki, takie jak części świątyni Nanchan i świątyni Foguang na górze Wutai w Chinach, są typowymi przedstawicielami architektury. Konstrukcje te charakteryzują się łagodnymi, jednolitymi pochyłościami, rozległymi okapami, wydatnymi wspornikami oraz uroczystym i prostym stylem.
We współczesnych projektach inżynierii lądowej 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 człowieka.
Świątynia Nanchan, Chiny
3. Cegły gliniane
Cegły gliniane to rodzaj materiału budowlanego wytworzonego przez człowieka. Przez długi czas zwykłe cegły gliniane były głównym materiałem ściennym w budownictwie mieszkaniowym w Chinach. Cegły ceramiczne charakteryzują się niewielkimi rozmiarami, lekkością, łatwością wznoszenia, uporządkowanym i regularnym kształtem, nośnością, możliwością izolacji i konserwacji, a także dekoracją elewacji. Zastosowanie ich w budownictwie odegrało znaczącą rolę w tworzeniu przestrzeni mieszkalnych dla ludzi. Zakazane Miasto to typowa reprezentacja architektoniczna wykorzystująca gliniane cegły. Cegły gliniane o regularnych kształtach użyte w elewacji zewnętrznej przyczyniają się do imponującego efektu artystycznego Zakazanego Miasta. Surowcem do produkcji cegieł glinianych jest jednak glina naturalna, a ich produkcja wiąże się z poświęceniem gruntów ornych. Stopniowo zostały one zastąpione innymi materiałami. Niemniej jednak ich pozycja w historii architektury człowieka nigdy nie zostanie wymazana.
4. Wapno
Wapno, jako tradycyjny materiał budowlany, znane jest ze swojej dużej plastyczności, powolnego procesu utwardzania, niskiej wytrzymałości po stwardnieniu i znacznego skurczu objętościowego podczas utwardzania. Jego tysiące lat historii świadczą o zaufaniu i poleganiu ludzkości na tym materiale. Wapno pozostaje ważnym materiałem budowlanym, szeroko stosowanym w różnych projektach budowlanych i gałęziach przemysłu, takich jak tynkowanie wnętrz, mieszanie zaprawy wapiennej i zaczynu oraz przygotowywanie cegieł adobe i mułowych.
Podobnie gips, kolejny starożytny, tradycyjny materiał budowlany, może pochwalić się dużą ilością surowców, prostym procesem produkcyjnym, niskim zużyciem energii podczas produkcji, silną absorpcją wilgoci, przystępną ceną i przyjaznością dla środowiska. Szczególnie nadaje się do nowoczesnych architektonicznych przegród wnętrz, dekoracji i projektów wykończeniowych. Ponadto wykorzystuje się go przede wszystkim do wyrobu tynków gipsowych i wyrobów gipsowych.
Nowoczesny materiał budowlany
5. Stal
Stal jako materiał budowlany odgrywa kluczową rolę we współczesnej architekturze. Stal charakteryzuje się doskonałymi właściwościami, takimi jak lekkość, ale wysoka wytrzymałość, dobra plastyczność i wytrzymałość, bezpieczeństwo i niezawodność, wysoki poziom industrializacji, duża prędkość budowy, łatwy demontaż, dobre właściwości uszczelniające i wysoka odporność na ciepło. Te najwyższej jakości cechy sprawiają, że jest on niezbędny w nowoczesnej architekturze, stosowany głównie w konstrukcjach stalowych o dużej rozpiętości, takich jak lotniska i stadiony, konstrukcjach stalowych wieżowców, w tym hoteli i biurowców, wysokich konstrukcjach, takich jak wieże telewizyjne i komunikacyjne, konstrukcjach stalowych z blachy stalowej, takich jak duże budynki naftowe zbiorniki magazynowe i zbiorniki gazu, konstrukcje stalowe fabryk przemysłowych, lekkie konstrukcje stalowe, takie jak małe magazyny, konstrukcje stalowe mostów i konstrukcje stalowe ruchomych elementów, takich jak windy i dźwigi.
6. Cement
Cement, jako nowoczesny materiał budowlany, znajduje szerokie zastosowanie w przemyśle, rolnictwie, zasobach wodnych, transporcie, zabudowie miejskiej, budownictwie portowym i obronnym. W czasach nowożytnych stał się niezbędnym materiałem konstrukcyjnym dla każdego projektu budowlanego. Cement to nieorganiczny sproszkowany materiał, który po zmieszaniu z wodą tworzy płynną i plastyczną pastę. Z biegiem czasu zaczyn cementowy ulega zmianom fizycznym i chemicznym, przekształcając się z plastycznej pasty w utwardzoną substancję stałą o określonym poziomie wytrzymałości. Może również łączyć ze sobą masy stałe lub materiały ziarniste, tworząc jednolitą strukturę. Cement nie tylko twardnieje i zyskuje na wytrzymałości pod wpływem powietrza, ale może również twardnieć w wodzie, utrzymując, a nawet poprawiając swoją wytrzymałość. Cement jest szeroko stosowany w projektach budowlanych, z szerokim zakresem zastosowań w inżynierii lądowej, infrastrukturze naftowej i gazowej, budowie zapór, budownictwie murowym, budowie dróg i nie tylko.
7. Beton
Beton, jako nowoczesny materiał budowlany, odgrywa niezwykle istotną rolę we współczesnych projektach budowlanych. Beton to materiał konstrukcyjny powstały w wyniku zmieszania środków wiążących, 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 duża spójność, trwałość i wodoodporność. Jednak beton jest uważany za materiał kruchy o dużej 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 siłę wiązania i pozwala im na wzajemne uzupełnianie się, wykorzystując jednocześnie swoje mocne strony. Włączenie zbrojenia stalowego do betonu nie tylko chroni stal przed działaniem atmosfery, zapobiegając korozji, ale także zwiększa wytrzymałość elementu konstrukcyjnego na rozciąganie. Doprowadziło to do rozwoju żelbetu, poszerzając zakres zastosowań betonu w budownictwie.
W porównaniu do tradycyjnych konstrukcji ceglanych i kamiennych, konstrukcji drewnianych i konstrukcji stalowych, konstrukcje betonowe przeżyły szybki rozwój i stały się podstawowym materiałem konstrukcyjnym w inżynierii lądowej. Co więcej, beton wysokowartościowy i innowacyjne rodzaje betonu w budownictwie stale się rozwijają i ewoluują.
8. Szkło
Ponadto szkło i tworzywa sztuczne, jako nowoczesne, innowacyjne materiały budowlane, są stale wykorzystywane we współczesnych projektach budowlanych. Szkło może spełniać wymagania dotyczące oświetlenia dziennego, dekoracji i projektowania elewacji, dostosowując się do wymagań efektywności energetycznej nowoczesnej architektury. Szkło znajduje zastosowanie w prawie wszystkich aspektach budownictwa ze względu na jego różne typy, takie jak szkło hartowane, szkło półhartowane, szkło izolowane, szkło laminowane, szkło barwione, szkło powlekane, szkło wzorzyste, szkło ognioodporne, szkło próżniowe i inne .
Teatr Wielki w Szanghaju-Poly
9. Plastik
Tworzywa sztuczne to nowa klasa materiałów budowlanych, która ze względu na doskonałe właściwości użytkowe, szeroki zakres zastosowań i obiecujące perspektywy uważana jest za czwartą główną kategorię materiałów konstrukcyjnych we współczesnym budownictwie po stali, cemencie i drewnie. Tworzywa sztuczne mają szeroki zakres zastosowań, od dachów po powierzchnie gruntów, od zewnętrznych obiektów użyteczności publicznej po materiały do dekoracji wnętrz. Obecnie najczęstszymi zastosowaniami tworzyw sztucznych w budownictwie są rury wodociągowe i kanalizacyjne, rury przesyłowe gazu oraz drzwi i okna z PCV, a następnie przewody i kable elektryczne.
Jedną z istotnych zalet tworzyw sztucznych jest ich znaczny potencjał oszczędzania energii, przy produkcji i stosowaniu wyrobów z tworzyw sztucznych charakteryzujących się znacznie niższym zużyciem energii w porównaniu z innymi materiałami budowlanymi. W rezultacie tworzywa sztuczne są obecnie szeroko stosowane w różnych projektach konstrukcji dachów, ścian i podłóg. Dziedzina tworzyw sztucznych architektonicznych stale ewoluuje w kierunku wyższej funkcjonalności, lepszej wydajności, wszechstronności i opłacalności.
10. Uszczelniacz silikonowy
Uszczelniacz silikonowy jest substancją o konsystencji pasty powstałą w wyniku zmieszania polidimetylosiloksanu jako głównego surowca ze środkami sieciującymi, wypełniaczami, plastyfikatorami, środkami sprzęgającymi i katalizatorami w warunkach próżniowych. W temperaturze pokojowej utwardza się i tworzy elastyczną gumę silikonową w reakcji z wilgocią z powietrza. Służy do klejenia i uszczelniania różnego rodzaju szkła i innych podłoży. Obecnie Eolya oferuje wielofunkcyjne szczeliwa, w tym między innymi szczeliwo do szkła, uszczelniacz odporny na warunki atmosferyczne, uszczelniacz ognioodporny, uszczelniacz do kamienia, uszczelniacz do spoin metalowych, uszczelniacz odporny na pleśń, dekoracyjny uszczelniacz do spoin i uszczelniacz do szyb zespolonych, dostępne w wielu rodzajach i specyfikacje.
11. Pianka poliuretanowa (pianka PU)
Jako nowy rodzaj materiału budowlanego, pianka poliuretanowa zyskała w ostatnich latach szerokie zainteresowanie. Jest syntetyzowany z monomerów, takich jak izocyjaniany i poliole, w reakcji polimeryzacji, przy czym wytworzony gazowy dwutlenek węgla służy jako środek spieniający. W wyniku tej reakcji powstaje gęsta pianka mikrokomórkowa. Pianka poliuretanowa dzieli się przede wszystkim na sztywną piankę poliuretanową, elastyczną piankę poliuretanową i półsztywną piankę poliuretanową. W przeciwieństwie do zamkniętokomórkowej struktury sztywnej pianki poliuretanowej, elastyczna pianka poliuretanowa ma strukturę otwartokomórkową, charakteryzującą się lekkością, oddychalnością i dobrą sprężystością. Półsztywna pianka poliuretanowa jest pianką typu otwartokomórkowego, o twardości pomiędzy pianką miękką a sztywną i charakteryzującą się wyższymi wartościami obciążenia ściskającego. Sztywna pianka poliuretanowa, nowatorski materiał syntetyczny o funkcjach izolacyjnych i wodoodpornych, ma niską przewodność cieplną i małą gęstość, dlatego często jest stosowana jako materiał izolacyjny i bariera termiczna w budownictwie.
W porównaniu z tradycyjnymi materiałami konstrukcyjnymi, pianka poliuretanowa posiada wyjątkowe zalety pod wieloma względami, w tym doskonałe właściwości izolacyjne, dużą odporność ogniową, wysoką wodoodporność i stabilne właściwości mechaniczne. Można go nakładać na miejscu poprzez odlewanie lub natryskiwanie w celu utworzenia ciągłej warstwy izolacyjnej i znalazł szerokie zastosowanie na zewnątrz budynków, dachach, podłogach, drzwiach, oknach i sieciach rurociągów grzewczych.
W porównaniu z tradycyjnymi i nowoczesnymi materiałami budowlanymi, dzięki postępowi technologicznemu i zmieniającym się wymaganiom architektonicznym, nowoczesne materiały budowlane oferują więcej zalet niż tradycyjne. W rezultacie zajęły one dominującą pozycję we współczesnej architekturze, a tradycyjne materiały budowlane stosowane są w roli uzupełniającej. Nowoczesne materiały budowlane, takie jak stal, cement, beton, szkło i kompozyty, przełamały ograniczenia kształtu i rozmiaru nałożone przez tradycyjne materiały, takie jak kamień, drewno, cegły gliniane i gips wapienny. Ułatwiły rozwój wysokich konstrukcji o dużej rozpiętości i spełniły wymagania budownictwa miejskiego, dostosowując się do trendów ochrony środowiska i oszczędzania energii we współczesnym społeczeństwie.
Czas publikacji: 31 sierpnia 2023 r
