建筑材料的概念及分類
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建筑材料是構成建筑工程結構物的各種材料之總稱。建筑工程材料的品種繁多,性質各異,用途也不同,為了便于應用,工程中常從不同角度對其做出分類。
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按基本成分分類
?。?)有機材料
以有機物構成的材料,包括:天然有機材料(如木材等),人工合成有機材料(如塑料等)。
?。?)無機材料
以無機物構成的材料,包括;金屬材料〔如鋼材等),}卜金屬材料(如水泥等)。
?。?)復合材料
有機、無機復合材料(如玻璃鋼等),金屬、非金屬復合材料(如鋼纖維混凝土)。復合材料得以發展及大量應用,其原因在于它能夠克服單一材料的弱點,發揮復合后材料的綜合優點,滿足了當代土木建筑工程對材料的要求。
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按功能分類
?。?)結構材料:承受荷載作用的材料,如構筑物的基礎、柱、梁所用的材料。
?。?)功能材料:具有其他功能的材料,如起圍護作用的材料;起防水作用的材料;起裝飾作用的材料;起保溫隔熱作用的材料等。
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按用途分類
包括:建筑結構材料;橋梁結構材料;建筑裝飾材料;建筑防水材料,建筑保溫材料等。
建筑材料的地位
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建筑材料是建筑事業不可缺少的物質基礎。建筑工程關系到非常廣泛的人類活動的領域,涉及生活、生產、教育、醫療、宗教等諸多方而。而所有建筑物或構筑物都是由建筑材料構成,建筑材料的數量、質量、品種、規格、性能、經濟性以及紋理、色彩等,都在很大程度上直接影響甚至決定著建筑物的結構形式、功能、適用性、堅固性、耐久性、經濟性和藝術性,并在一定程度上影響著建筑材料的運輸、存放及使用方式和施工方法。
建筑材料與建筑、結構、施工之間存在著相互促進、相互依存的密切關系。建筑工程中許多技術問題的突破和創新,往往依賴于建筑材料性能的改進與提高。而新的建筑材料的出現,又促進了建筑設計、結構設計和施工技術的發展,也使建筑物的功能、適用性、藝術性、堅固性和耐久性等得到進一步的改善。
為了使建筑物滿足適用、堅固、美觀等基本要求,材料在建筑的各個部位,充分發揮著各自的功能作用,分別滿足各種不同的要求。如鋼材和混凝土的出現產生了鋼結構和鋼筋混凝土結構,使得高層建筑和大跨度建筑成為一可能;輕質材料和保溫材料的出現對減輕建筑物的自重、提高建筑物的抗震能力、改善工作與居住環境等起到了十分有益的作用,并推動了建筑節能的發展;新型環保裝飾材料的出現使得建筑物的造型與建筑物的內外裝飾煥然一新,生機勃勃。因此,建筑材料是加速建筑革新的一個重要因素。
建筑材料的發展概況
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從建筑材料發展史可以看出,建筑材料的發展經歷了一個很長的歷史時期。隨著人類社會生產力和科技水平的提高逐步發展起來。
從原始社會到8000年前的裴李崗文化至6000年前的仰韶文化,從簡單穴居到竹木圍構,發展到木骨抹泥,葦草蓋岸頂,人類建筑已經初具雛形。
隨著人類文明的進步,生產工具得到極大改善,又由于長期的自然生活以及石材本身給人的堅實安全感,人類開始利用大塊石材建造房屋或構筑物。石材具有堅硬耐用等性質,在相當的一段時間里成就可觀。如被稱為世界七奇觀之一的埃及吉薩金字塔,歷經了5000余年滄桑仍然挺立,其結構就是石材結構,由250萬重達2.5噸的石料砌成。公元前400—500年占希臘雅典衛城主要建筑材料也是石料。中國萬里長城有些殘段構筑材料是石塊。這段時間內的石材應用,給人類留下了寶貴而豐富的文化遺產。
伴隨漫漫發展過程,建筑材料日益豐富。在這個過程中除了石材外還有一種建筑材料貫穿歷史,堪稱經典—木材。例如一千多年前建成的杭州六合塔,***木結構建筑群北京皎宮等。經歷了漫長的石材磚瓦的砌體建筑史以及木結構建筑史,到18世紀工業革命之后,建材的發展成果更是令人矚日,材料的多樣性更令人眼花繚亂。
其中里程碑式的發展是水泥的出現。它與傳統膠凝材料石灰膠相比,具有高強度以及硬行等特點,如果與砂石等骨料水拌形成棍凝土,可使墻體更加堅固。此后混凝土得已廣泛應用,使土木工程活動范圍和規模都得到了進一步發展。工業革命以后,鋼材的建筑用途被世界重視,建筑材料家庭里于是加入了重要角色——鋼材。從此鋼筋混凝土地建筑主導地位被確立。此時,高層建筑如雨后春筍紛紛拔地而起。
1940年以后,鋼材、鋼筋棍凝土、預應力混凝土、鋼骨鋼筋棍凝土令建筑物的規模產生飛躍性發展。與此同時,玻璃等采光材料也得以廣泛應用,出現了玻璃墻體。合成工藝的發展又促使了根據功能需要而生產合成建筑材料,如木纖維水泥板、集成木材、化學塑膠材料等。傳統建筑材料也大為改善,空(實)心砌替、配筋砌體、木材、石材應用多樣化。一時間性能更加多樣化的建筑材料紛紛出現。形成了百花齊放的局而。
20世紀以后,人們要求建筑物功能多樣化,對建筑物安全性要求也增高,高分子有機材料、新型金屬材料、智能化材料和各種復合材料迎來了建筑物的功能外觀根本性的變革。例如纖維材料與混凝土混合彌補了混凝土材料的脆性缺陷。建筑材料的發展適應著社會發展以及社會要求,自此之后新型材料不斷產生。
現代世界人口急劇增長,建筑用地日益緊張,高聳入云的摩大大樓不再是幻想,而是實實在在的要求,而仍不斷要求建筑物向更高更深方向發展。人類渴望的不僅僅是舒適美觀,更有渴望居住環境能和諧自然。質輕高強材料、高耐久材料等的產生以及性能深化已經刻不容緩,“綠色環保建材”的要求也應運而生。
樹立可持續發展的生態建材觀,研究環保美觀材料、耐火防火材料以及材料智能化,將材料的優良性能與環境協調,構建和諧自然的居住環境,是現代建筑工程工作者的努力方向和貢任,也是建材發展的必然趨勢。