Строительные материалы – это основополагающие элементы строительства, определяющие характеристики, стиль и внешний вид здания. Традиционные строительные материалы включают в себя камень, дерево, глиняный кирпич, известь и гипс, в то время как современные – сталь, цемент, бетон, стекло и пластик. Каждый из них обладает уникальными характеристиками и играет важную роль в строительстве.
Традиционный строительный материал
1. Камень
Камень — один из древнейших традиционных строительных материалов, использовавшихся в истории человечества. Он отличается обширными запасами, широким распространением, мелкозернистой структурой, высокой прочностью на сжатие, хорошей водостойкостью, долговечностью и превосходной износостойкостью. Западная Европа когда-то широко использовала камень в архитектуре, яркими примерами чего являются великолепный Версальский дворец во Франции и здание британского парламента. Кроме того, египетские пирамиды были построены из точно отесанных больших каменных блоков. Каменная архитектура несет в себе ауру величия, торжественности и благородства. Однако из-за высокой плотности и веса каменные сооружения, как правило, имеют более толстые стены, что уменьшает соотношение площади здания к площади пола. Тем не менее, он может быть использован как символ роскоши в архитектуре высокого класса, создавая уникальные художественные эффекты.
2. Дерево
Древесина, как традиционный строительный материал, обладает такими характеристиками, как лёгкость, высокая прочность, эстетическая привлекательность, хорошая обрабатываемость, возобновляемость, пригодность к переработке и экологичность, не загрязняя окружающую среду. Поэтому деревянные конструкции зданий обладают превосходной устойчивостью и сейсмостойкостью. Однако древесина, используемая в строительстве, имеет и недостатки. Она подвержена деформации, растрескиванию, образованию плесени и заражению насекомыми. Кроме того, она подвержена пожарам, что может повлиять на её качество и долговечность.
Древесина – непреходящий строительный материал благодаря своим превосходным механическим свойствам, широко используемый в строительстве с древних времён. Некоторые здания, такие как части храма Наньчан и храма Фогуан на горе Утай в Китае, служат типичными образцами архитектуры. Эти сооружения отличаются пологими, неизменными скатами, широкими карнизами, выразительными кронштейнами и торжественным, но простым стилем.
В современных проектах гражданского строительства такие элементы, как балки, колонны, опоры, двери, окна и даже бетонные формы, изготавливаются из древесины. Будучи воздухопроницаемым строительным материалом, дерево обеспечивает тепло зимой и прохладу летом, создавая тем самым наиболее комфортную среду обитания для человека.
Храм Наньчан, Китай
3. Глиняные кирпичи
Глиняный кирпич — это вид искусственного строительного материала. Долгое время обычный глиняный кирпич был основным стеновым материалом для жилищного строительства в Китае. Глиняный кирпич характеризуется небольшим размером, малым весом, простотой строительства, упорядоченной и правильной формой, несущей способностью, теплоизоляцией и удобством в обслуживании, а также отделкой фасадов. Применение его в строительстве сыграло значительную роль в создании жилых помещений для людей. Запретный город — типичный архитектурный образец, в котором используются глиняные кирпичи. Глиняные кирпичи правильной формы, используемые для внешнего фасада, вносят свой вклад в впечатляющий художественный эффект Запретного города. Однако сырьем для глиняных кирпичей является натуральная глина, а их производство связано с жертвованием пахотных земель. Постепенно они были заменены другими материалами. Тем не менее, их место в истории человеческой архитектуры никогда не будет стерто.
4. Лайм
Известь, как традиционный строительный материал, известна своей высокой пластичностью, медленным твердением, низкой прочностью после затвердевания и значительной усадкой в процессе затвердевания. Тысячелетняя история извести свидетельствует о доверии и зависимости человечества от этого материала. Известь остаётся важным строительным материалом, широко используемым в различных строительных проектах и отраслях промышленности, таких как внутренняя штукатурка, приготовление известкового раствора и затирки, а также изготовление саманного и глиняного кирпича.
Аналогично, гипс, ещё один древний традиционный строительный материал, отличается богатым сырьем, простым процессом производства, низким энергопотреблением, высокой влагопоглощаемостью, доступной ценой и экологичностью. Он особенно подходит для современных архитектурных проектов внутренних перегородок, декорирования и отделки помещений. Кроме того, он в основном используется для производства гипсовой штукатурки и гипсовых изделий.
Современные строительные материалы
5. Сталь
Сталь играет важнейшую роль в современной архитектуре как строительный материал. Сталь обладает такими превосходными качествами, как лёгкость при высокой прочности, хорошая пластичность и жёсткость, безопасность и надёжность, высокий уровень индустриализации, высокая скорость строительства, лёгкость демонтажа, хорошие герметизирующие свойства и высокая термостойкость. Эти превосходные характеристики делают её незаменимой в современной архитектуре, где она используется, в основном, для большепролётных стальных конструкций, таких как аэропорты и стадионы, стальных конструкций высотных зданий, включая гостиницы и офисные здания, высотных сооружений, таких как телебашни и башни связи, стальных конструкций с листовой оболочкой, таких как крупные нефтехранилища и газовые резервуары, стальных конструкций промышленных заводов, лёгких стальных конструкций, таких как небольшие склады, стальных мостовых конструкций и стальных конструкций для перемещения компонентов, таких как лифты и краны.
6. Цемент
Цемент, как современный строительный материал, находит широкое применение в промышленности, сельском хозяйстве, водном хозяйстве, транспорте, городском развитии, портовом и оборонном строительстве. В современную эпоху он стал незаменимым строительным материалом для любого строительного проекта. Цемент — это неорганический порошкообразный материал, который при смешивании с водой образует текучую и пластичную пасту. Со временем эта цементная паста претерпевает физические и химические изменения, превращаясь из пластичной пасты в твердое вещество с определенным уровнем прочности. Он также может склеивать твердые массы или гранулированные материалы, создавая единую структуру. Цемент не только твердеет и набирает прочность на воздухе, но и может твердеть в воде, сохраняя и даже улучшая свою прочность. Цемент широко используется в строительных проектах, имея широкий спектр применения в гражданском строительстве, нефтегазовой инфраструктуре, строительстве плотин, каменной кладке, дорожном строительстве и многом другом.
7. Бетон
Бетон, как современный строительный материал, играет важнейшую роль в современных строительных проектах. Бетон – это строительный материал, получаемый путём смешивания вяжущих веществ, таких как глина, известь, гипс, вулканический пепел или натуральный асфальт, с заполнителями, такими как песок, шлак и щебень. Он обладает превосходными свойствами, включая прочное сцепление, долговечность и водостойкость. Однако бетон считается хрупким материалом с высокой прочностью на сжатие, но очень низкой прочностью на растяжение, что делает его склонным к растрескиванию.
С появлением цемента и стали было обнаружено, что сочетание этих материалов обеспечивает лучшую прочность сцепления и позволяет им компенсировать недостатки друг друга, одновременно усиливая их сильные стороны. Включение стальной арматуры в бетон не только защищает сталь от воздействия атмосферы, предотвращая коррозию, но и повышает прочность конструкции на растяжение. Это привело к разработке железобетона, расширив область его применения в строительстве.
По сравнению с традиционными кирпичными и каменными конструкциями, деревянными и стальными конструкциями, бетонные конструкции пережили бурное развитие и стали основным конструкционным материалом в гражданском строительстве. Более того, высокопрочный бетон и инновационные виды бетона продолжают совершенствоваться и развиваться в строительной отрасли.
8. Стекло
Более того, стекло и пластик, как современные инновационные строительные материалы, постоянно используются в современных строительных проектах. Стекло отвечает требованиям к естественному освещению, декорированию и дизайну фасадов, отвечая требованиям энергоэффективности современной архитектуры. Благодаря разнообразию видов, таких как закаленное стекло, полузакаленное стекло, стеклопакеты, многослойное стекло, тонированное стекло, стекло с покрытием, узорчатое стекло, огнестойкое стекло, вакуумное стекло и другие, стекло находит применение практически во всех сферах строительства.
Шанхай-Поли-Гранд-театр
9. Пластик
Пластик – это новый класс строительных материалов, который благодаря своим превосходным эксплуатационным характеристикам, широкому спектру применения и многообещающим перспективам считается четвертой по значимости категорией строительных материалов в современном строительстве после стали, цемента и дерева. Пластик имеет широкую сферу применения: от крыш до наземных поверхностей, от общественных сооружений на открытом воздухе до отделочных материалов для интерьеров. В настоящее время пластик чаще всего применяется в строительстве для водопроводных и канализационных труб, газопроводов, дверей и окон из ПВХ, а также электрических проводов и кабелей.
Одним из существенных преимуществ пластиков является их значительный энергосберегающий потенциал: производство и использование пластиковых изделий требует значительно меньше энергии по сравнению с другими строительными материалами. В результате пластики широко используются в различных кровельных, стеновых и напольных покрытиях. Архитектурные пластики постоянно развиваются в сторону повышения функциональности, производительности, универсальности и экономической эффективности.
10. Силиконовый герметик
Силиконовый герметик – это пастообразное вещество, получаемое путем смешивания полидиметилсилоксана (основного сырья) со сшивающими агентами, наполнителями, пластификаторами, связующими агентами и катализаторами в условиях вакуума. При комнатной температуре он отверждается, образуя эластичный силиконовый каучук в результате реакции с влагой воздуха. Он используется для склеивания и герметизации различных типов стекла и других поверхностей. В настоящее время компания Eolya предлагает многофункциональные герметики, включая герметик для стекла, атмосферостойкий герметик, огнестойкий герметик, герметик для камня, герметик для металлических швов, герметик, устойчивый к образованию плесени, декоративный герметик для швов и герметик для стеклопакетов, среди прочих, доступные в различных типах и с различными спецификациями.
11. Пенополиуретан (ППУ)
Пенополиуретан, как новый тип строительного материала, в последние годы привлек к себе широкое внимание. Он синтезируется из мономеров, таких как изоцианаты и полиолы, посредством реакции полимеризации, при этом образующийся углекислый газ служит вспенивающим агентом. Эта реакция приводит к образованию плотноструктурированной микроячеистой пены. Пенополиуретан в основном подразделяется на жесткий пенополиуретан, гибкий пенополиуретан и полужесткий пенополиуретан. В отличие от жесткого пенополиуретана с закрытыми ячейками, гибкий пенополиуретан имеет открытоячеистую структуру, характеризующуюся малым весом, воздухопроницаемостью и хорошей упругостью. Полужесткий пенополиуретан представляет собой тип пенополиуретана с открытыми ячейками, имеющий твердость между мягкой и жесткой пеной и обладающий более высокими значениями нагрузки при сжатии. Жесткий пенополиуретан, новый синтетический материал с функциями изоляции и гидроизоляции, имеет низкую теплопроводность и небольшую плотность, поэтому часто используется в качестве изоляционного и теплоизоляционного материала в строительстве.
По сравнению с традиционными строительными материалами пенополиуретан обладает выдающимися преимуществами в различных аспектах, включая превосходные теплоизоляционные характеристики, высокую огнестойкость, высокую водостойкость и стабильные механические свойства. Его можно наносить непосредственно на объекте методом литья или распыления, образуя сплошной теплоизоляционный слой, и он широко применяется в наружных отделках зданий, на крышах, полах, дверях, окнах и системах теплоснабжения.
По сравнению с традиционными и современными строительными материалами, благодаря развитию технологий и меняющимся архитектурным требованиям, современные строительные материалы обладают большим количеством преимуществ. В результате они заняли доминирующее положение в современной архитектуре, в то время как традиционные строительные материалы используются в качестве вспомогательных. Современные строительные материалы, такие как сталь, цемент, бетон, стекло и композиты, преодолели ограничения формы и размера, накладываемые традиционными материалами, такими как камень, дерево, глиняный кирпич и известковый гипс. Они способствовали строительству высотных зданий с большим пролетом и отвечали требованиям городского строительства, соответствуя тенденциям защиты окружающей среды и энергосбережения в современном обществе.
Время публикации: 31 августа 2023 г.
