Строительные материалы — это основные составляющие строительства, определяющие характеристики, стиль и воздействие здания. Традиционные строительные материалы включают в себя камень, дерево, глиняный кирпич, известь и гипс, в то время как современные строительные материалы включают сталь, цемент, бетон, стекло и пластмассы. Каждый из них обладает своими отличительными особенностями и играет важную роль в строительстве.
Традиционный строительный материал
1. Камень
Камень — один из древнейших традиционных строительных материалов, использовавшихся в истории человечества. Он обладает обильными запасами, широким распространением, тонкой структурой, высокой прочностью на сжатие, хорошей водостойкостью, долговечностью и превосходной износостойкостью. В Западной Европе камень когда-то широко использовался в архитектуре, среди ярких примеров — великолепный Версальский дворец во Франции и здание британского парламента. Кроме того, египетские пирамиды были построены из точно обработанных больших каменных блоков. Каменная архитектура излучает ауру величия, торжественности и благородства. Однако из-за высокой плотности и веса каменные сооружения, как правило, имеют более толстые стены, что уменьшает коэффициент использования площади здания. Тем не менее, он может использоваться как символ роскоши в элитной архитектуре, создавая уникальные художественные эффекты.
2. Дерево
Древесина, как традиционный строительный материал, обладает такими характеристиками, как легкость, высокая прочность, эстетическая привлекательность, хорошая обрабатываемость, возобновляемость, возможность вторичной переработки и экологичность, отсутствие загрязнения окружающей среды. Поэтому деревянные строительные конструкции демонстрируют превосходную устойчивость и сейсмостойкость. Однако использование древесины в строительстве также имеет свои недостатки. Она склонна к деформации, растрескиванию, образованию плесени и поражению насекомыми. Кроме того, она подвержена воздействию огня, что может повлиять на ее качество и долговечность.
Древесина издавна является строительным материалом, неизменным благодаря своим превосходным механическим свойствам, и широко используется в строительстве с древних времен. Типичными архитектурными образцами служат некоторые здания, такие как части храма Наньчань и храма Фогуан на горе Утай в Китае. Эти сооружения отличаются пологими, неизменными склонами, широкими карнизами, выступающими кронштейнами и торжественным, 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, древесина обеспечивает тепло зимой и прохладу летом, создавая таким образом наиболее подходящую среду обитания для человека.
Храм Наньчан, Китай
3. Глиняные кирпичи
Глиняный кирпич — это вид искусственного строительного материала. Долгое время обычный глиняный кирпич был основным материалом для стен жилых домов в Китае. Глиняный кирпич отличается небольшими размерами, малым весом, простотой в строительстве, упорядоченной и правильной формой, несущей способностью, теплоизоляцией и простотой в обслуживании, а также декоративными свойствами фасада. Его применение в строительстве сыграло значительную роль в создании жилых помещений для людей. Запретный город — типичный архитектурный пример использования глиняного кирпича. Правильная форма глиняного кирпича, использованного для внешнего фасада, способствует впечатляющему художественному эффекту Запретного города. Однако сырьем для глиняного кирпича является природная глина, а его производство требует использования пахотных земель. Постепенно его заменили другими материалами. Тем не менее, его место в истории человеческой архитектуры никогда не будет забыто.
4. Лайм
Известь, как традиционный строительный материал, известна своей высокой пластичностью, медленным процессом затвердевания, низкой прочностью после затвердевания и значительной усадкой в объеме во время затвердевания. Ее многотысячелетняя история свидетельствует о доверии и зависимости человечества от этого материала. Известь остается важным строительным материалом, широко используемым в различных строительных проектах и отраслях промышленности, таких как внутренняя штукатурка, приготовление известкового раствора и затирки, а также изготовление саманных и глиняных кирпичей.
Аналогично, гипс, еще один древний традиционный строительный материал, отличается обилием сырья, простым процессом производства, низким энергопотреблением, высокой влагопоглощаемостью, доступной ценой и экологичностью. Он особенно подходит для современных архитектурных внутренних перегородок, отделки и финишных работ. Кроме того, он в основном используется для изготовления гипсовой штукатурки и гипсовых изделий.
Современные строительные материалы
5. Сталь
Сталь играет решающую роль в современной архитектуре как строительный материал. Сталь обладает превосходными качествами, такими как малый вес при высокой прочности, хорошая пластичность и ударная вязкость, безопасность и надежность, высокий уровень индустриализации, высокая скорость строительства, легкость демонтажа, хорошие герметизирующие свойства и высокая термостойкость. Эти превосходные характеристики делают ее незаменимой в современной архитектуре, в основном используемой в стальных конструкциях с большими пролетами, таких как аэропорты и стадионы, стальных конструкциях высотных зданий, включая гостиницы и офисные здания, высотных сооружениях, таких как теле- и телекоммуникационные башни, стальных конструкциях из листовой стали, таких как большие резервуары для хранения нефти и газа, стальных конструкциях промышленных заводов, легких стальных конструкциях, таких как небольшие склады, стальных конструкциях мостов и стальных конструкциях для подвижных элементов, таких как лифты и краны.
6. Цемент
Цемент, как современный строительный материал, находит широкое применение в промышленности, сельском хозяйстве, водоснабжении, транспорте, городском развитии, портовом строительстве и оборонной промышленности. В современную эпоху он стал незаменимым строительным материалом для любого строительного проекта. Цемент представляет собой неорганический порошкообразный материал, который при смешивании с водой образует жидкую и пластичную пасту. Со временем эта цементная паста претерпевает физические и химические изменения, превращаясь из пластичной пасты в затвердевшее твердое вещество с определенным уровнем прочности. Он также может связывать твердые массы или гранулированные материалы, создавая единую структуру. Цемент не только затвердевает и набирает прочность при воздействии воздуха, но и может затвердевать 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 чрезвычайно важную роль в современных строительных проектах. Бетон — это строительный материал, получаемый путем смешивания связующих веществ, таких как глина, известь, гипс, вулканический пепел или природный асфальт, с заполнителями, такими как песок, шлак и щебень. Он обладает превосходными свойствами, включая высокую когезию, 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 слабые стороны друг друга, используя при этом их сильные стороны. Включение стальной арматуры в бетон не только защищает сталь от воздействия атмосферы, предотвращая коррозию, но и повышает прочность конструктивного элемента на растяжение. Это привело к разработке железобетона, расширив спектр его применения в строительстве.
По сравнению с традиционными кирпичными и каменными конструкциями, деревянными и стальными конструкциями, бетонные конструкции пережили стремительное развитие и стали основным строительным материалом в гражданском строительстве. Более того, высокопрочный бетон и инновационные виды бетона продолжают совершенствоваться и развиваться в области строительства.
8. Стекло
Кроме того, стекло и пластик, как современные инновационные строительные материалы, постоянно используются в современных строительных проектах. Стекло отвечает требованиям естественного освещения, отделки и дизайна фасадов, соответствуя требованиям энергоэффективности современной архитектуры. Благодаря разнообразию видов стекла, таких как закаленное стекло, полузакаленное стекло, стеклопакеты, ламинированное стекло, тонированное стекло, стекло с покрытием, узорчатое стекло, огнестойкое стекло, вакуумное стекло и другие, оно находит применение практически во всех аспектах строительства.
Шанхайский политехнический Большой театр
9. Пластик
Пластик — это новый класс строительных материалов, который благодаря своим превосходным характеристикам, широкому спектру применения и многообещающим перспективам считается четвертой по значимости категорией строительных материалов после стали, цемента и дерева в современном строительстве. Пластик имеет широкий спектр применения: от крыш до наземных поверхностей, от наружных общественных сооружений до материалов для внутренней отделки. В настоящее время наиболее распространенными областями применения пластика в строительстве являются водопроводные и канализационные трубы, газопроводы, а также двери и окна из ПВХ, за которыми следуют электрические провода и кабели.
Одним из существенных преимуществ пластмасс является их значительный энергосберегающий потенциал: производство и использование пластмассовых изделий требуют значительно меньшего энергопотребления по сравнению с другими строительными материалами. В результате пластмассы сейчас широко используются в различных проектах по возведению кровли, стен и полов. Область архитектурных пластмасс постоянно развивается в направлении повышения функциональности, улучшения характеристик, универсальности и экономической эффективности.
10. Силиконовый герметик
Силиконовый герметик — это пастообразное вещество, образующееся при смешивании полидиметилсилоксана в качестве основного сырья со сшивающими агентами, наполнителями, пластификаторами, связующими веществами и катализаторами в вакуумных условиях. При комнатной температуре он отверждается и образует эластичную силиконовую резину в результате реакции с влагой в воздухе. Он используется для склеивания и герметизации различных типов стекла и других материалов. В настоящее время компания Eolya предлагает многофункциональные герметики, включая герметики для стекла, атмосферостойкие герметики, огнестойкие герметики, герметики для камня, герметики для металлических швов, герметики, устойчивые к плесени, декоративные герметики для швов и герметики для стеклопакетов, а также другие, доступные в различных типах и спецификациях.
11. Полиуретановая пена (ПУ-пена)
В последние годы пенополиуретан, как новый строительный материал, привлек широкое внимание. Он синтезируется из мономеров, таких как изоцианаты и полиолы, посредством реакции полимеризации, при этом образующийся углекислый газ служит пенообразователем. В результате этой реакции образуется плотно структурированная микроячеистая пена. Пенополиуретан подразделяется на жесткий, гибкий и полужесткий. В отличие от закрытоячеистой структуры жесткого пенополиуретана, гибкий пенополиуретан имеет открытоячеистую структуру, характеризующуюся легкостью, воздухопроницаемостью и хорошей упругостью. Полужесткий пенополиуретан — это пенополиуретан с открытой ячеистой структурой, твердость которого находится между мягким и жестким пенополиуретаном, и он обладает более высокими значениями прочности на сжатие. Жесткий пенополиуретан, новый синтетический материал с теплоизоляционными и гидроизоляционными свойствами, имеет низкую теплопроводность и малую плотность, поэтому часто используется в строительстве в качестве теплоизоляционного и теплоизоляционного материала.
По сравнению с традиционными строительными материалами, пенополиуретан обладает выдающимися преимуществами в различных аспектах, включая отличные теплоизоляционные свойства, высокую огнестойкость, высокую водостойкость и стабильные механические свойства. Он может наноситься на месте методом заливки или напыления для образования сплошного теплоизоляционного слоя и нашел широкое применение в отделке фасадов зданий, крыш, полов, дверей, окон и сетей отопительных трубопроводов.
По сравнению с традиционными и современными строительными материалами, благодаря достижениям в области технологий и меняющимся архитектурным требованиям, современные строительные материалы предлагают больше преимуществ, чем традиционные. 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 по форме и размерам, накладываемые традиционными материалами, такими как камень, дерево, глиняный кирпич и гипсокартон. Они способствовали развитию высотных, глубокопролетных конструкций и отвечали требованиям городского строительства, соответствуя тенденциям охраны окружающей среды и энергосбережения в современном обществе.
Дата публикации: 31 августа 2023 г.
