Materiał budowlany - Building material

Betonowe i metalowe pręty zbrojeniowe używane do budowy stropu.
Drewniany kościół w Bodružal na Słowacji .
Ta ściana w Beacon Hill w Bostonie przedstawia różne rodzaje cegieł i kamiennych fundamentów.

Materiał budowlany to materiał używany do budowy . Do budowy budynków wykorzystano wiele naturalnie występujących substancji, takich jak glina , skały, piasek i drewno , a nawet gałązki i liście . Oprócz naturalnie występujących materiałów, w użyciu jest wiele produktów wytworzonych przez człowieka, niektóre bardziej, a niektóre mniej syntetyczne. Produkcja materiałów budowlanych jest branżą o ugruntowanej pozycji w wielu krajach, a wykorzystanie tych materiałów jest zazwyczaj podzielone na określone branże specjalistyczne, takie jak prace stolarskie , izolacyjne , hydrauliczne i dekarskie . Stanowią skład siedlisk i struktur, w tym domów .

Całkowity koszt materiałów budowlanych

W historii pojawiły się trendy w materiałach budowlanych od naturalnych do bardziej sztucznych i kompozytowych ; biodegradowalny do niezniszczalnego; rdzennych (lokalnych) do transportu globalnie; nadający się do naprawy do jednorazowego; wybrane ze względu na podwyższony poziom bezpieczeństwa przeciwpożarowego i zwiększoną odporność na wstrząsy sejsmiczne . Trendy te mają tendencję do zwiększania początkowych i długoterminowych kosztów ekonomicznych, ekologicznych, energetycznych i społecznych materiałów budowlanych.

Koszty ekonomiczne

Początkowy koszt ekonomiczny materiałów budowlanych to cena zakupu. To często rządzi podejmowaniem decyzji o tym, jakich materiałów użyć. Czasami ludzie biorą pod uwagę oszczędność energii lub trwałość materiałów i dostrzegają wartość płacenia wyższych kosztów początkowych w zamian za niższe koszty eksploatacji. Na przykład montaż dachu z gontów bitumicznych kosztuje mniej niż dach metalowy, ale dach metalowy będzie trwał dłużej, więc koszt eksploatacji jest niższy w skali roku. Niektóre materiały mogą wymagać większej uwagi niż inne, utrzymanie kosztów specyficznych dla niektórych materiałów może również mieć wpływ na ostateczną decyzję. Ryzyko przy rozważaniu kosztów życia materiału jest takie, że budynek jest uszkodzony, na przykład przez ogień lub wiatr, lub jeśli materiał nie jest tak trwały, jak reklamowano. Koszt materiałów należy wziąć pod uwagę, aby ponieść ryzyko zakupu materiałów palnych w celu wydłużenia żywotności. Mówi się, że „jeśli trzeba to zrobić, to trzeba to zrobić dobrze”.

Koszty ekologiczne

Koszty zanieczyszczeń mogą być makro i mikro. Makro, zanieczyszczenie środowiska w przemyśle wydobywczym, na którym opierają się materiały budowlane, takie jak górnictwo, ropa naftowa i pozyskiwanie drewna, powodują szkody w środowisku u ich źródła oraz w transporcie surowców, produkcji, transporcie produktów, sprzedaży detalicznej i instalacji. Przykładem mikroaspektu zanieczyszczenia jest odgazowywanie materiałów budowlanych w budynku lub zanieczyszczenie powietrza w pomieszczeniach . Materiały budowlane z Czerwonej Listy to materiały uznane za szkodliwe. Również ślad węglowy , czyli całkowity zestaw emisji gazów cieplarnianych wytworzonych w trakcie życia materiału. Analizy cyklu obejmuje również ponownego wykorzystania , recyklingu lub utylizacji odpadów budowlanych . Dwie koncepcje w budownictwie, które uwzględniają ekonomię ekologiczną materiałów budowlanych, to zielone budownictwo i zrównoważony rozwój .

Koszty energii

Początkowe koszty energii obejmują ilość energii zużytej do wyprodukowania, dostarczenia i zainstalowania materiału. Długoterminowy koszt energii to ekonomiczne, ekologiczne i społeczne koszty kontynuacji produkcji i dostarczania energii do budynku w celu jej użytkowania, konserwacji i ewentualnego usunięcia. Początkowa energia ucieleśniona konstrukcji to energia zużyta do wydobycia, wyprodukowania, dostarczenia, zainstalowania materiałów. Energia ucieleśniona przez cały okres użytkowania stale rośnie wraz z użytkowaniem, konserwacją i ponownym użyciem/recyklingiem/utylizacją samych materiałów budowlanych oraz sposobem, w jaki materiały i konstrukcja pomagają zminimalizować zużycie energii przez cały okres użytkowania konstrukcji.

Koszty społeczne

Koszty społeczne to obrażenia i zdrowie osób produkujących i transportujących materiały oraz potencjalne problemy zdrowotne użytkowników budynku w przypadku problemów z biologią budynku. Globalizacja wywarła znaczący wpływ na ludzi, zarówno pod względem miejsc pracy, umiejętności, jak i samowystarczalności, gdy zakłady produkcyjne są zamykane, jak i kulturowych aspektów otwierania nowych zakładów. Aspekty sprawiedliwego handlu i praw pracowniczych są społecznymi kosztami globalnej produkcji materiałów budowlanych.

Substancje pochodzenia naturalnego

Szczotka

Grupa Mohavów w chacie zaroślowej

Struktury pędzelków są zbudowane w całości z części roślin i były używane w prymitywnych kulturach, takich jak rdzenni Amerykanie i ludy pigmejskie w Afryce. Są one zbudowane głównie z gałęzi, gałązek i liści oraz kory, podobnie jak żeremia bobrów . Były to różnie nazywane wikiupami , chudymi i tak dalej.

Rozszerzeniem idei budowania szczotek jest proces wicia i kiczowania , w którym gliniane gleby lub łajno , zwykle krowie , są używane do wypełniania i pokrywania tkanej struktury szczotki. Daje to konstrukcji większą masę termiczną i wytrzymałość. Wattle and daub to jedna z najstarszych technik budowlanych. Wiele starszych budynków o drewnianej konstrukcji szkieletowej zawiera siatkę i tynk jako ściany nienośne między drewnianymi ramami.

Lód i śnieg

Śnieg i czasami lód były używane przez ludy Eskimosów do budowy igloo, a śnieg służy do budowy schronienia zwanego quinzhee . Lód był również używany w hotelach lodowych jako atrakcja turystyczna w klimacie północnym.

Błoto i glina

Budynki darni na Islandii

Budynki oparte na glinie zwykle występują w dwóch różnych typach. Jednym z nich jest to, że ściany są wykonane bezpośrednio z mieszanki błota, a drugim są ściany zbudowane przez układanie wysuszonych na powietrzu bloków budowlanych zwanych cegłami mułowymi .

Inne zastosowania gliny w budownictwie łączy się ze słomą w celu wytworzenia lekkiej gliny , wikliny i tynku błotnego .

Ściany gliniane układane na mokro

Ściany układane na mokro lub wilgotne są wykonywane przy użyciu mieszanki błota lub gliny bezpośrednio, bez formowania bloków i uprzedniego ich suszenia. Ilość i rodzaj każdego materiału w zastosowanej mieszance prowadzi do różnych stylów budynków. Decydującym czynnikiem jest zwykle jakość użytego gruntu . Większe ilości gliny są zwykle stosowane w budowie do kolby , a niska gliny gleba jest zwykle związana z domu sod lub dachu sod konstrukcji. Pozostałe główne składniki to mniej więcej piasek / żwir i słoma /trawy. Ubita ziemia to zarówno stare, jak i nowsze podejście do tworzenia ścian, niegdyś tworzonych przez ręczne zagęszczanie gliniastych gleb między deskami; obecnie stosowane są formy i mechaniczne kompresory pneumatyczne .

Gleba, a zwłaszcza glina, zapewnia dobrą masę termiczną ; bardzo dobrze utrzymuje temperaturę na stałym poziomie. Domy zbudowane z ziemi są naturalnie chłodne w letnim upale i ciepłe w chłodne dni. Glina utrzymuje ciepło lub zimno, uwalniając je przez pewien czas jak kamień. Ściany ziemne powoli zmieniają temperaturę, więc sztuczne podnoszenie lub obniżanie temperatury może zużywać więcej zasobów niż na przykład w domu zbudowanym z drewna, ale ciepło/chłod pozostaje dłużej.

Ludzie budujący głównie z ziemi i gliny, takich jak kolby, darń i ceglana, stworzyli domy, które były budowane od wieków w zachodniej i północnej Europie, Azji, a także w pozostałej części świata i nadal są budowane, chociaż dalej mniejszą skalę. Niektóre z tych budynków nadają się do zamieszkania od setek lat.

Bloczki i cegły konstrukcyjne z gliny

Cegły mułowe , znane również pod hiszpańską nazwą adobe, są starożytnymi materiałami budowlanymi, których dowody sięgają tysięcy lat p.n.e. Bloczki z sprężonej ziemi są nowocześniejszym rodzajem cegły używanej do budowy częściej w społeczeństwie uprzemysłowionym, ponieważ bloki budowlane mogą być produkowane poza miejscem budowy w scentralizowanej lokalizacji w cegielni i transportowane do wielu lokalizacji budowlanych. Te bloki można również łatwiej zarabiać i sprzedawać.

Cegły z mułu strukturalnego prawie zawsze wykonuje się z gliny, często używa się tylko ziemi glinianej i spoiwa, ale inne składniki mogą obejmować piasek, wapno, beton, kamień i inne spoiwa . Uformowany lub sprasowany blok jest następnie suszony na powietrzu i może być układany na sucho lub za pomocą zaprawy lub masy glinianej .

Piasek

Piasek jest używany z cementem , a czasami wapno , aby zaprawa do murowanej pracy i tynku . Piasek jest również używany jako składnik mieszanki betonowej. Ważnym tanim materiałem budowlanym w krajach o glebach o dużej zawartości piasku jest blok z piaskowca , który jest słabszy, ale tańszy niż cegły wypalane z gliny.

Kamień lub skała

Struktury skalne istniały tak długo, jak sięga historia. Jest to najdłużej dostępny materiał budowlany i zwykle jest łatwo dostępny. Istnieje wiele rodzajów skał o różnych atrybutach, które czynią je lepszymi lub gorszymi w określonych zastosowaniach. Skała jest bardzo gęstym materiałem, więc zapewnia dużą ochronę; jego główną wadą jako materiału budowlanego jest jego waga i trudność w obróbce. Jego gęstość energii jest zarówno zaletą, jak i wadą. Kamień trudno jest ogrzać bez zużywania znacznej ilości energii, ale po podgrzaniu jego masa termiczna oznacza, że ​​może zatrzymywać ciepło przez użyteczne okresy.

Mury z suchego kamienia budowano tak długo, jak ludzie kładli jeden kamień na drugim. Ostatecznie zastosowano różne formy zaprawy do łączenia kamieni, przy czym obecnie najpopularniejszym jest cement .

Na przykład porośnięte granitem wyżyny Parku Narodowego Dartmoor w Wielkiej Brytanii zapewniały obfite zasoby dla wczesnych osadników. Okrągłe chaty były budowane z luźnych granitowych skał przez cały neolit i wczesną epokę brązu , a szczątki około 5000 można zobaczyć do dziś. Granit był nadal używany przez cały okres średniowiecza (patrz Longhouse Dartmoor ) i do czasów współczesnych. Łupek to kolejny rodzaj kamienia, powszechnie stosowany jako materiał na pokrycia dachowe w Wielkiej Brytanii i innych częściach świata, w których występuje.

Kamienne budynki można zobaczyć w większości dużych miast, a niektóre cywilizacje zbudowane głównie z kamienia, takie jak piramidy egipskie i azteckie oraz struktury cywilizacji Inków .

Strzecha

Chata plemienia Toda

Thatch jest jednym z najstarszych znanych materiałów budowlanych, Thatch to inne słowo oznaczające trawę; trawa jest dobrym izolatorem i jest łatwa do zbioru. Wiele plemion afrykańskich przez cały rok mieszkało w domach zbudowanych wyłącznie z traw i piasku. W Europie dachy domów kryte strzechą były kiedyś powszechne, ale materiał ten popadł w niełaskę, ponieważ uprzemysłowienie i ulepszony transport zwiększyły dostępność innych materiałów. Dziś jednak praktyka przeżywa odrodzenie. Na przykład w Holandii wiele nowych budynków ma dachy kryte strzechą ze specjalnymi dachówkami kalenicowymi.

Drewno i drewno

Dom o konstrukcji szkieletowej w budowie w Teksasie, Stany Zjednoczone
Gliwice Radio Tower (druga najwyższa drewniana konstrukcja na świecie), w Polsce (2012).

Drewno w stanie naturalnym od tysięcy lat jest używane jako materiał budowlany. Obecnie drewno konstrukcyjne staje się bardzo powszechne w krajach uprzemysłowionych.

Drewno jest produktem drzew , a czasem innych roślin włóknistych , używanych do celów budowlanych po cięciu lub prasowaniu w tarcicę i drewno, takie jak deski, deski i tym podobne materiały. Jest to ogólny materiał budowlany i jest używany do budowy prawie każdego rodzaju konstrukcji w większości klimatów. Drewno może być bardzo elastyczne pod obciążeniem, zachowując wytrzymałość podczas zginania, a przy ściskaniu w pionie jest niewiarygodnie wytrzymałe. Istnieje wiele różnych właściwości różnych gatunków drewna, nawet wśród tych samych gatunków drzew. Oznacza to, że określone gatunki lepiej nadają się do różnych zastosowań niż inne. A warunki uprawy są ważne dla decydowania o jakości.

„Drewno” to termin używany do celów budowlanych, z wyjątkiem terminu „drewno” używanego w Stanach Zjednoczonych. Surowe drewno (kłoda, pień, pień) staje się drewnem, gdy drewno zostało „przetworzone” (przetarte, ociosane, rozłupane) w postaci minimalnie obrobionych kłód ułożonych jeden na drugim , konstrukcji szkieletowej i lekkiej ramy budownictwo . Główne problemy z konstrukcjami drewnianymi to ryzyko pożaru i problemy związane z wilgocią.

W dzisiejszych czasach drewno iglaste jest używane jako materiał sypki o niższej wartości, podczas gdy drewno liściaste jest zwykle używane do wykończeń i mebli. Historycznie drewniane konstrukcje szkieletowe były budowane z dębu w Europie Zachodniej, ostatnio daglezja stała się najpopularniejszym drewnem dla większości typów budynków konstrukcyjnych.

Wiele rodzin lub społeczności na obszarach wiejskich posiada osobiste zalesienie, z którego rodzina lub społeczność będzie rosła i zbierała drzewa do budowy lub sprzedaży. Te parcele lubią ogród. Było to znacznie bardziej rozpowszechnione w czasach przedindustrialnych, kiedy istniały prawa dotyczące ilości drewna, które można było wyciąć w dowolnym momencie, aby zapewnić zapasy drewna na przyszłość, ale nadal jest to opłacalna forma rolnictwa.

Substancje wytworzone przez człowieka

Cegły wypalane i bloki gliniane

Stos wypalanych cegieł.
Bloczki gliniane (czasami nazywane cegłami z gliny) układane na kleju, a nie zaprawie

Cegły wykonuje się w podobny sposób do cegieł mułowych, z wyjątkiem tego, że nie zawierają włóknistego spoiwa, takiego jak słoma, i są wypalane („spalane” w zacisku lub piecu do cegieł ) po wyschnięciu na powietrzu w celu ich trwałego utwardzenia. Cegły gliniane wypalane w piecu są materiałem ceramicznym . Cegły wypalane mogą być pełne lub mieć puste wnęki, które ułatwiają suszenie i czynią je lżejszymi i łatwiejszymi w transporcie. Poszczególne cegły układa się jedna na drugiej warstwami za pomocą zaprawy . Kolejne kursy wykorzystywane do budowy murów, łuków i innych elementów architektonicznych. Ściany z wypalanej cegły są zwykle znacznie cieńsze niż cob/adobe przy zachowaniu tej samej wytrzymałości w pionie. Wymagają więcej energii do wytworzenia, ale są łatwiejsze w transporcie i przechowywaniu oraz są lżejsze niż bloki kamienne. Rzymianie szeroko stosowali wypalaną cegłę o kształcie i rodzaju zwaną obecnie cegłą rzymską . Budownictwo z cegły zyskało dużą popularność w połowie XVIII i XIX wieku. Wynikało to z niższych kosztów przy wzroście produkcji cegieł i bezpieczeństwa przeciwpożarowego w coraz bardziej zatłoczonych miastach.

Blok żużel uzupełnione lub zastąpione wypalonych cegieł w późnym wieku 20 często są wykorzystywane do części wewnętrznych ścian murowanych i samych siebie.

Strukturalne płytki gliniane (bloki gliniane) są gliniane lub terakoty i zazwyczaj są perforowane z otworami.

Kompozyty cementowe

Kompozyty wiązane cementem są wykonane z uwodnionej pasty cementowej, która wiąże drewno, cząstki lub włókna, tworząc prefabrykowane elementy budowlane. Jako spoiwa zastosowano różne materiały włókniste, w tym papier , włókno szklane i włókno węglowe .

Włókna drzewne i naturalne składają się z różnych rozpuszczalnych związków organicznych, takich jak węglowodany , glikozydy i fenole. Wiadomo, że związki te opóźniają wiązanie cementu. Dlatego przed zastosowaniem drewna do wytwarzania kompozytów wiązanych cementem ocenia się jego kompatybilność z cementem.

Kompatybilność drewno-cement to stosunek parametru związanego z właściwościami kompozytu drewno-cement do czystej zaczynu cementowego. Kompatybilność jest często wyrażana w procentach. Do określenia kompatybilności drewno-cement stosuje się metody oparte na różnych właściwościach, takich jak charakterystyka hydratacji, wytrzymałość, wiązanie międzyfazowe i morfologia. Badacze stosują różne metody, takie jak pomiar właściwości hydratacyjnych mieszanki cementowo-kruszywowej; porównanie właściwości mechanicznych mieszanek cementowo-kruszywowych oraz wizualna ocena właściwości mikrostrukturalnych mieszanek drzewno-cementowych. Stwierdzono, że najdogodniejszą metodą jest test hydratacji poprzez pomiar zmian temperatury hydratacji w czasie. Ostatnio Karade i in. dokonali przeglądu tych metod oceny kompatybilności i zaproponowali metodę opartą na „koncepcji dojrzałości”, tj. uwzględniającej zarówno czas, jak i temperaturę reakcji hydratacji cementu.

Cegły układano na zaprawie wapiennej od czasów Rzymian, aż do zaprawy z cementu portlandzkiego na początku XX wieku. Bloczki cementowe również czasami są wypełniane zaprawą lub pokrywane pargą .

Beton

Beton to kompozytowy materiał budowlany powstały z połączenia kruszywa i spoiwa, takiego jak cement . Najpopularniejszą formą betonu jest beton portlandzki, który składa się z kruszywa mineralnego (najczęściej żwiru i piasku ), cementu portlandzkiego i wody .

Po wymieszaniu cement ulega uwodnieniu i ostatecznie twardnieje, tworząc materiał przypominający kamień. W znaczeniu ogólnym jest to materiał określany terminem „beton”.

W przypadku konstrukcji betonowych dowolnej wielkości, ponieważ beton ma raczej niską wytrzymałość na rozciąganie , jest on zwykle wzmacniany za pomocą stalowych prętów lub prętów (zwanych prętami zbrojeniowymi ). Ten zbrojony beton nazywany jest następnie zbrojonym betonem . W celu zminimalizowania wszelkich pęcherzyków powietrza, które osłabiłyby konstrukcję, wibrator służy do usuwania powietrza, które zostało naruszone podczas wylewania płynnej mieszanki betonowej wokół ślusarki. Beton był dominującym materiałem budowlanym w dzisiejszych czasach ze względu na jego trwałość, odkształcalność i łatwość transportu. Ostatnie postępy, takie jak izolowanie form betonowych , łączą formowanie betonu z innymi etapami budowy (instalacja izolacji). Wszystkie materiały należy pobierać w wymaganych proporcjach opisanych w normach.

Tkanina

Namiot jest domem z wyboru wśród grup koczowniczych na całym świecie. Dwa znane typy to stożkowe tipi i okrągła jurta . Namiot został reaktywowany jako główna technika budowlana wraz z rozwojem architektury rozciąganej i tkanin syntetycznych. Nowoczesne budynki mogą być wykonane z elastycznego materiału, takiego jak membrany tkaninowe , i podparte systemem stalowych linek, sztywnych lub wewnętrznych, lub sprężonym powietrzem.

Pianka

Spieniony arkusz z tworzywa sztucznego do użycia jako podkład pod zaprawę ogniochronną w banku CIBC w Toronto .

Ostatnio syntetyczny polistyren lub piankę poliuretanową stosuje się w połączeniu z materiałami konstrukcyjnymi, takimi jak beton. Jest lekki, łatwo się kształtuje i jest doskonałym izolatorem. Pianka jest zwykle stosowana jako część konstrukcyjnego panelu izolacyjnego , przy czym pianka jest umieszczona pomiędzy drewnianymi lub cementowymi lub izolacyjnymi formami betonowymi.

Szkło

Produkcja szkła jest uważana za formę sztuki, a także proces lub materiał przemysłowy.

Przezroczyste okna są używane od czasu wynalezienia szkła do zakrywania małych otworów w budynku. Szklane szyby zapewniały ludziom możliwość zarówno wpuszczania światła do pomieszczeń, jak i utrzymywania niesprzyjającej pogody na zewnątrz.

Szkło jest zwykle wytwarzane z mieszanin piasku i krzemianów , w bardzo gorącym piecu ogniowym zwanym piecem i jest bardzo kruche. Dodatki są często zawarte w mieszaninie używanej do produkcji szkła o odcieniach kolorów lub różnych cechach (takich jak szkło kuloodporne lub żarówki).

Zastosowanie szkła w budynkach architektonicznych stało się bardzo popularne we współczesnej kulturze. Szklane „ ściany osłonowe ” mogą być stosowane do pokrycia całej elewacji budynku lub mogą być stosowane do rozpięcia szerokiej konstrukcji dachu w „ ramie przestrzennej ”. Te zastosowania wymagają jednak pewnego rodzaju ramy, aby utrzymać razem fragmenty szkła, ponieważ samo szkło jest zbyt kruche i wymagałoby zbyt dużego pieca do samodzielnego objęcia tak dużych obszarów.

Cegły szklane zostały wynalezione na początku XX wieku.

Beton gipsowy

Beton gipsowy jest mieszanką tynku gipsowego i rowingów z włókna szklanego . Chociaż tynki i tynki włókniste były stosowane od wielu lat, zwłaszcza w przypadku sufitów, dopiero na początku lat 90. przeprowadzono poważne badania wytrzymałości i właściwości systemu murowania Rapidwall , przy użyciu mieszanki tynku gipsowego i 300 mm plus rowingi z włókna szklanego, badano. Dzięki testom przeprowadzonym na Uniwersytecie w Adelajdzie odkryto, że ściany te mają znaczną wytrzymałość na obciążenia , ścinanie i wytrzymałość boczną, a także odporność na trzęsienia ziemi, ognioodporność i właściwości termiczne. Dzięki dużej ilości gipsu (naturalnie występującego i będącego produktem ubocznym chemicznego FGD i fosfogipsu) dostępnego na całym świecie, produkty budowlane na bazie betonu gipsowego, które w pełni nadają się do recyklingu, oferują znaczące korzyści dla środowiska.

Metal

Miedziana dzwonnica kościoła św. Wawrzyńca, Bad Neuenahr-Ahrweiler

Metal jest używany jako szkielet konstrukcyjny dla większych budynków, takich jak drapacze chmur , lub jako pokrycie powierzchni zewnętrznej. Istnieje wiele rodzajów metali używanych do budowy. Metalowe figurki są dość widoczne w konstrukcjach prefabrykowanych , takich jak chata Quonset i można je zobaczyć w większości kosmopolitycznych miast. Produkcja metalu wymaga dużego nakładu pracy ludzkiej, zwłaszcza w dużych ilościach potrzebnych w przemyśle budowlanym. Korozja jest głównym wrogiem metalu, jeśli chodzi o długowieczność.

  • Stal jest stopem metalu , którego głównym składnikiem jest żelazo i jest zwykle wybieranym materiałem konstrukcyjnym z metalowych materiałów budowlanych. Jest mocny, elastyczny, a dobrze dopracowany i/lub poddany obróbce utrzymuje się przez długi czas.
  • Niższa gęstość i lepsza odporność na korozję stopów aluminium i cyny czasami przewyższają ich większy koszt .
  • Miedź jest cenionym materiałem budowlanym ze względu na swoje korzystne właściwości (patrz: Miedź w architekturze ). Należą do nich odporność na korozję, trwałość, niski ruch termiczny, niewielka waga, ekranowanie częstotliwości radiowych, ochrona odgromowa, zrównoważony rozwój, możliwość recyklingu i szeroka gama wykończeń. Miedź jest stosowana w pokryciach dachowych, obróbkach blacharskich, rynnach, rurach spustowych, kopułach, iglicach, sklepieniach, okładzinach ścian, dylatacjach budynków i elementach wystroju wnętrz.
  • Inne stosowane metale to chrom , złoto , srebro i tytan . Tytan może być wykorzystywany do celów konstrukcyjnych, ale jest znacznie droższy niż stal. Do dekoracji używa się chromu, złota i srebra, ponieważ materiały te są drogie i pozbawione cech strukturalnych, takich jak wytrzymałość na rozciąganie czy twardość.

Tworzywa sztuczne

Plastikowe rury penetrujące betonową podłogę w kanadyjskim wieżowcu

Termin „ tworzywa sztuczne” obejmuje szereg syntetycznych lub półsyntetycznych organicznych produktów kondensacji lub polimeryzacji , które można formować lub wytłaczać w przedmioty, folie lub włókna . Ich nazwa wzięła się stąd, że w stanie półpłynnym są plastyczne lub mają właściwość plastyczności . Tworzywa sztuczne różnią się ogromnie pod względem tolerancji na ciepło, twardości i sprężystości. W połączeniu z tą zdolnością adaptacyjną, ogólna jednorodność składu i lekkość tworzyw sztucznych zapewnia ich zastosowanie w prawie wszystkich dzisiejszych zastosowaniach przemysłowych. Wysokowydajne tworzywa sztuczne, takie jak ETFE, stały się idealnym materiałem budowlanym ze względu na wysoką odporność na ścieranie i obojętność chemiczną. Godne uwagi budynki, które go obejmują, to: Narodowe Centrum Sportów Wodnych w Pekinie i biomy Projektu Eden .

Papiery i membrany

Papiery budowlane i membrany są wykorzystywane w budownictwie z wielu powodów. Jednym z najstarszych dokumentów budowlanych jest papier z czerwonej kalafonii, który był używany przed 1850 r. i był używany jako podkład pod ściany zewnętrzne, dachy i podłogi oraz do ochrony placu budowy podczas budowy. Papa została wynaleziona pod koniec XIX wieku i była używana do podobnych celów jak kalafonia i na dachy żwirowe . Tar papier został w dużej mierze wypadł z użycia wypierane przez asfalt papieru filcu . W niektórych zastosowaniach papier filcowy został zastąpiony podkładami syntetycznymi, szczególnie w pokryciach dachowych podkładami syntetycznymi i sidingiem przez folie domowe .

Istnieje szeroka gama membran przeciwwilgociowych i hydroizolacyjnych stosowanych do pokryć dachowych, hydroizolacji piwnic i geomembran .

Ceramika

Cegły wypalane z gliny były używane od czasów Rzymian. Specjalne płytki są używane do pokryć dachowych, sidingów, podłóg, sufitów, rur, wkładek kominowych i innych.

Żywe materiały budowlane

Stosunkowo nowa kategoria materiałów budowlanych, żywe materiały budowlane to materiały, które składają się lub są tworzone przez żywy organizm; lub materiały, które zachowują się w sposób przypominający takie. Potencjalne przypadki użycia obejmują materiały samonaprawiające się oraz materiały, które się replikują (reprodukują), a nie są wytwarzane.

Produkty budowlane

Na rynku termin „wyroby budowlane” często odnosi się do gotowych elementów lub kształtowników wykonanych z różnych materiałów, które są montowane w okuciach architektonicznych i dekoracyjnych elementach okuć budynku. Lista produktów budowlanych nie obejmuje materiałów budowlanych używanych do budowy architektury budynku i elementów pomocniczych, takich jak okna, drzwi, szafki, elementy stolarki itp. Produkty budowlane raczej wspierają i sprawiają, że materiały budowlane działają w sposób modułowy .

„Produkty budowlane” mogą również odnosić się do przedmiotów używanych do łączenia takiego sprzętu, takich jak uszczelnienia , kleje , farby i wszystko inne zakupione w celu budowy budynku.

Badania i rozwój

Aby ułatwić i zoptymalizować wykorzystanie nowych materiałów i nowoczesnych technologii, podejmowane są ciągłe badania mające na celu poprawę wydajności, produktywności i konkurencyjności na rynkach światowych.

Prowadzone są badania i rozwój materiałów, które mogą mieć charakter komercyjny, akademicki lub jedno i drugie, na dowolną skalę. Przykładem zakładu prototypowania materiałów budowlanych jest otwarty dom Forty Walls House w Australii, gdzie do 40 nowych zrównoważonych materiałów jest szybko prototypowanych i jednocześnie testowanych w budynku, który jest stale zajmowany i monitorowany.

Szybkie prototypowanie umożliwia naukowcom szybkie opracowywanie i testowanie materiałów, wprowadzanie poprawek i rozwiązywanie problemów w trakcie procesu. Zamiast opracowywać materiały teoretycznie, a następnie testować je tylko w celu wykrycia podstawowych wad, szybkie prototypy pozwalają na stosunkowo szybki rozwój i testowanie, skracając czas wprowadzenia nowych materiałów na rynek do kilku miesięcy, a nie lat.

Zrównoważony rozwój

W 2017 roku budynki i konstrukcja zużywały łącznie 36% energii końcowej produkowanej na całym świecie, odpowiadając jednocześnie za 39% globalnej emisji CO 2 związanej z energią . Udziały tylko branży budowlanej wynosiły odpowiednio 6% i 11%. Zużycie energii w trakcie produkcji materiałów budowlanych, głównie ze względu na wykorzystanie energii elektrycznej, ma dominujący wpływ na udział branży budowlanej. W poniższej tabeli przedstawiono energię wbudowaną odpowiednich materiałów budowlanych w USA .

Materiał Zawarta energia
Btu / lb MJ / kg
cegły 1600 3,7
cement 3230 7,5
glina 15.200 35,4
beton 580 1,3
Miedź 25,770 59,9
płaskie szkło 10,620 24,7
gips 10,380 24,1
sklejka z twardego drewna i fornir 15 190 35,3
Limonka 1920 4,5
izolacja z wełny mineralnej, 12.600 29,3
aluminium pierwotne 80,170 186,5
sklejka i fornir z drewna iglastego 3970 9,2
kamień 1430 3,3
dziewicza stal 10390 24,2
tarcica drzewna 2700 6,3

Testowanie i certyfikacja

Zobacz też

P partenon.svg Portal architektoniczny

Bibliografia

  • Swoboda, Lubosz (2018). Stavební hmoty (Materiały budowlane), 1000 s.

Zewnętrzne linki

Multimedia związane z materiałami budowlanymi w Wikimedia Commons

  1. ^ „Pobierz = Souhlasím” . Ludzie.fsv.cvut.cz . Pobrano 2018-10-03 .