Vật liệu xây dựng là những thành phần cơ bản của công trình, quyết định đặc điểm, phong cách và hiệu ứng của một tòa nhà. Vật liệu xây dựng truyền thống chủ yếu bao gồm đá, gỗ, gạch đất sét, vôi và thạch cao, trong khi vật liệu xây dựng hiện đại bao gồm thép, xi măng, bê tông, kính và nhựa. Mỗi loại đều có những đặc điểm riêng biệt và đóng vai trò quan trọng trong xây dựng.
Vật liệu xây dựng truyền thống
1. Đá
Đá là một trong những vật liệu xây dựng truyền thống được sử dụng sớm nhất trong lịch sử loài người. Đá có trữ lượng dồi dào, phân bố rộng rãi, cấu trúc tinh xảo, cường độ nén cao, khả năng chống nước tốt, độ bền và khả năng chống mài mòn tuyệt vời. Tây Âu từng sử dụng rộng rãi đá trong kiến trúc, với những ví dụ đáng chú ý bao gồm Cung điện Versailles tráng lệ ở Pháp và Tòa nhà Quốc hội Anh. Ngoài ra, các kim tự tháp Ai Cập được xây dựng bằng những khối đá lớn được cắt chính xác. Kiến trúc đá mang một vẻ uy nghi, trang trọng và cao quý. Tuy nhiên, do mật độ và trọng lượng cao, các công trình bằng đá thường có tường dày hơn, làm giảm tỷ lệ diện tích sàn của tòa nhà. Tuy nhiên, đá vẫn có thể được sử dụng như một biểu tượng của sự sang trọng trong kiến trúc cao cấp, tạo ra những hiệu ứng nghệ thuật độc đáo.
2. Gỗ
Gỗ, là vật liệu xây dựng truyền thống, sở hữu những đặc tính như nhẹ, độ bền cao, tính thẩm mỹ, dễ gia công, có thể tái tạo, tái chế và thân thiện với môi trường, không gây ô nhiễm. Do đó, các công trình kết cấu gỗ có độ ổn định và khả năng chống động đất tuyệt vời. Tuy nhiên, gỗ được sử dụng trong xây dựng cũng có những nhược điểm. Gỗ dễ bị biến dạng, nứt, nấm mốc và côn trùng phá hoại. Hơn nữa, gỗ dễ bắt lửa, ảnh hưởng đến chất lượng và độ bền.
Gỗ là vật liệu xây dựng trường tồn với thời gian nhờ các đặc tính cơ học vượt trội và đã được sử dụng rộng rãi trong các hoạt động xây dựng từ thời cổ đại. Một số công trình như một phần của chùa Nam Thiền và chùa Phật Quang trên núi Ngũ Đài ở Trung Quốc là những đại diện kiến trúc tiêu biểu. Những công trình này có độ dốc thoai thoải, không thay đổi, mái hiên rộng, giá đỡ nổi bật, và phong cách trang nghiêm, giản dị.
Trong các dự án xây dựng dân dụng hiện đại, các yếu tố như dầm, cột, giá đỡ, cửa ra vào, cửa sổ, và thậm chí cả khuôn bê tông đều dựa vào gỗ. Là vật liệu xây dựng thoáng khí, gỗ mang lại sự ấm áp vào mùa đông và mát mẻ vào mùa hè, tạo ra môi trường sống lý tưởng nhất cho con người.
Đền Nanchan, Trung Quốc
3. Gạch đất sét
Gạch đất sét là một loại vật liệu xây dựng nhân tạo. Từ lâu, gạch đất sét thông thường đã là vật liệu tường chính trong xây dựng nhà ở tại Trung Quốc. Gạch đất sét có đặc điểm là kích thước nhỏ, trọng lượng nhẹ, dễ thi công, hình dạng đều đặn và có trật tự, khả năng chịu tải, khả năng cách nhiệt và bảo trì, cũng như trang trí mặt tiền. Việc sử dụng gạch đất sét trong xây dựng đã đóng một vai trò quan trọng trong việc tạo ra không gian sống cho con người. Tử Cấm Thành là một công trình kiến trúc tiêu biểu sử dụng gạch đất sét. Những viên gạch đất sét có hình dạng đều đặn được sử dụng cho mặt tiền bên ngoài góp phần tạo nên hiệu ứng nghệ thuật ấn tượng cho Tử Cấm Thành. Tuy nhiên, nguyên liệu thô để làm gạch đất sét là đất sét tự nhiên và việc sản xuất chúng đòi hỏi phải hy sinh đất canh tác. Dần dần, chúng đã được thay thế bằng các vật liệu khác. Tuy nhiên, vị trí của chúng trong lịch sử kiến trúc nhân loại sẽ không bao giờ bị xóa bỏ.
4. Vôi
Vôi, là một vật liệu xây dựng truyền thống, được biết đến với tính dẻo dai, quá trình đông cứng chậm, cường độ thấp sau khi đông cứng và độ co ngót thể tích đáng kể trong quá trình đông cứng. Hàng ngàn năm lịch sử của nó minh chứng cho sự tin tưởng và tín nhiệm của nhân loại đối với vật liệu này. Vôi vẫn là một vật liệu xây dựng quan trọng, được sử dụng rộng rãi trong nhiều dự án và ngành công nghiệp xây dựng, chẳng hạn như trát tường nội thất, trộn vữa vôi và vữa chà ron, và sản xuất gạch không nung và gạch bùn.
Tương tự như vậy, thạch cao, một vật liệu xây dựng truyền thống cổ xưa khác, tự hào có nguồn nguyên liệu dồi dào, quy trình sản xuất đơn giản, tiêu thụ năng lượng sản xuất thấp, khả năng hút ẩm tốt, giá cả phải chăng và thân thiện với môi trường. Nó đặc biệt phù hợp cho các vách ngăn nội thất, trang trí và hoàn thiện kiến trúc hiện đại. Ngoài ra, nó chủ yếu được sử dụng để sản xuất thạch cao và các sản phẩm thạch cao.
Vật liệu xây dựng hiện đại
5. Thép
Thép đóng vai trò quan trọng trong kiến trúc hiện đại với tư cách là vật liệu xây dựng. Thép sở hữu những đặc tính tuyệt vời như nhẹ nhưng độ bền cao, độ dẻo và độ bền tốt, an toàn và độ tin cậy, mức độ công nghiệp hóa cao, tốc độ thi công nhanh, dễ tháo dỡ, khả năng bịt kín tốt và khả năng chịu nhiệt cao. Những đặc tính vượt trội này khiến thép trở thành vật liệu thiết yếu trong kiến trúc hiện đại, chủ yếu được sử dụng trong các kết cấu thép nhịp lớn như sân bay và sân vận động, kết cấu thép nhà cao tầng bao gồm khách sạn và tòa nhà văn phòng, các công trình cao tầng như tháp truyền hình và thông tin liên lạc, kết cấu thép vỏ tấm như bể chứa dầu lớn và bồn chứa khí, kết cấu thép nhà máy công nghiệp, kết cấu thép nhẹ như nhà kho nhỏ, kết cấu thép cầu, và kết cấu thép cho các bộ phận chuyển động như thang máy và cần cẩu.
6. Xi măng
Xi măng, là một vật liệu xây dựng hiện đại, được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp, nông nghiệp, tài nguyên nước, giao thông vận tải, phát triển đô thị, cảng biển và xây dựng quốc phòng. Trong thời đại hiện đại, nó đã trở thành vật liệu xây dựng không thể thiếu cho bất kỳ dự án xây dựng nào. Xi măng là một vật liệu bột vô cơ, khi trộn với nước sẽ tạo thành hỗn hợp lỏng và dẻo. Theo thời gian, hỗn hợp xi măng này trải qua những thay đổi về mặt vật lý và hóa học, chuyển từ hỗn hợp dẻo thành chất rắn cứng với một mức độ cường độ nhất định. Nó cũng có thể liên kết các khối rắn hoặc vật liệu dạng hạt với nhau để tạo thành một cấu trúc thống nhất. Xi măng không chỉ cứng lại và tăng cường độ khi tiếp xúc với không khí mà còn có thể cứng lại trong nước, duy trì và thậm chí cải thiện cường độ của nó. Xi măng được sử dụng rộng rãi trong các dự án xây dựng, với nhiều ứng dụng trong kỹ thuật dân dụng, cơ sở hạ tầng dầu khí, xây dựng đập, xây dựng khối xây, xây dựng đường bộ, v.v.
7. Bê tông
Bê tông, một vật liệu xây dựng hiện đại, đóng vai trò vô cùng quan trọng trong các dự án xây dựng đương đại. Bê tông là vật liệu xây dựng được hình thành bằng cách trộn các chất kết dính như đất sét, vôi, thạch cao, tro núi lửa hoặc nhựa đường tự nhiên với các cốt liệu như cát, xỉ và đá dăm. Bê tông sở hữu những đặc tính tuyệt vời, bao gồm độ kết dính mạnh, độ bền và khả năng chống nước. Tuy nhiên, bê tông được coi là vật liệu giòn, có cường độ nén cao nhưng cường độ kéo rất thấp, khiến nó dễ bị nứt.
Với sự ra đời của xi măng và thép, người ta nhận ra rằng việc kết hợp hai vật liệu này mang lại độ bền liên kết tốt hơn và cho phép chúng bổ sung cho nhau những điểm yếu đồng thời phát huy thế mạnh của nhau. Bằng cách kết hợp cốt thép vào bê tông, nó không chỉ bảo vệ thép khỏi tiếp xúc với khí quyển, ngăn ngừa ăn mòn mà còn tăng cường độ chịu kéo của cấu kiện. Điều này dẫn đến sự phát triển của bê tông cốt thép, mở rộng phạm vi ứng dụng của bê tông trong xây dựng.
So với các kết cấu gạch đá truyền thống, kết cấu gỗ và kết cấu thép, kết cấu bê tông đã phát triển nhanh chóng và trở thành vật liệu kết cấu chủ yếu trong kỹ thuật xây dựng. Hơn nữa, bê tông hiệu suất cao và các loại bê tông cải tiến tiếp tục được cải tiến và phát triển trong lĩnh vực xây dựng.
8. Thủy tinh
Hơn nữa, kính và nhựa, những vật liệu xây dựng tiên tiến hiện đại, đang liên tục được sử dụng trong các dự án xây dựng đương đại. Kính có thể đáp ứng các yêu cầu về chiếu sáng ban ngày, trang trí và thiết kế mặt tiền, phù hợp với nhu cầu tiết kiệm năng lượng của kiến trúc hiện đại. Kính được ứng dụng trong hầu hết mọi khía cạnh của xây dựng nhờ sự đa dạng về chủng loại, chẳng hạn như kính cường lực, kính bán cường lực, kính cách nhiệt, kính dán nhiều lớp, kính màu, kính phủ, kính hoa văn, kính chống cháy, kính chân không, v.v.
Nhà hát lớn Poly Thượng Hải
9. Nhựa
Nhựa là một loại vật liệu xây dựng mới nổi, với hiệu suất vượt trội, phạm vi ứng dụng rộng rãi và triển vọng đầy hứa hẹn, được coi là loại vật liệu xây dựng lớn thứ tư sau thép, xi măng và gỗ trong xây dựng hiện đại. Nhựa có phạm vi ứng dụng rộng rãi, từ mái nhà đến mặt đất, từ các công trình công cộng ngoài trời đến vật liệu trang trí nội thất. Hiện nay, ứng dụng phổ biến nhất của nhựa trong xây dựng là ống nước và thoát nước, ống dẫn khí, cửa sổ và cửa ra vào bằng nhựa PVC, tiếp theo là dây và cáp điện.
Một trong những lợi thế đáng kể của nhựa là khả năng tiết kiệm năng lượng đáng kể, với việc sản xuất và sử dụng các sản phẩm nhựa có mức tiêu thụ năng lượng thấp hơn đáng kể so với các vật liệu xây dựng khác. Nhờ đó, nhựa hiện được sử dụng rộng rãi trong nhiều dự án xây dựng mái, tường và sàn. Lĩnh vực nhựa kiến trúc đang không ngừng phát triển theo hướng nâng cao chức năng, cải thiện hiệu suất, tính linh hoạt và tiết kiệm chi phí.
10. Keo silicone
Keo silicone là một chất dạng sệt được tạo thành bằng cách trộn polydimethylsiloxane (nguyên liệu chính) với các chất liên kết ngang, chất độn, chất hóa dẻo, chất kết dính và chất xúc tác trong điều kiện chân không. Ở nhiệt độ phòng, keo silicone sẽ đông cứng và tạo thành cao su silicone đàn hồi thông qua phản ứng với hơi ẩm trong không khí. Keo silicone được sử dụng để liên kết và bịt kín nhiều loại kính và các loại vật liệu nền khác nhau. Hiện nay, Eolya cung cấp các loại keo silicone đa chức năng, bao gồm keo silicone kính, keo silicone chịu thời tiết, keo silicone chống cháy, keo silicone đá, keo silicone khe kim loại, keo silicone chống nấm mốc, keo silicone khe trang trí và keo silicone kính cách nhiệt, cùng nhiều loại keo silicone khác, với nhiều chủng loại và thông số kỹ thuật khác nhau.
11. Bọt Polyurethane (Bọt PU)
Là một loại vật liệu xây dựng mới, bọt polyurethane đã nhận được sự chú ý rộng rãi trong những năm gần đây. Nó được tổng hợp từ các monome như isocyanat và polyol thông qua phản ứng trùng hợp, với khí carbon dioxide được tạo ra đóng vai trò là chất tạo bọt. Phản ứng này tạo ra bọt vi mô có cấu trúc chặt chẽ. Bọt polyurethane chủ yếu được phân loại thành bọt polyurethane cứng, bọt polyurethane mềm và bọt polyurethane bán cứng. Không giống như cấu trúc ô kín của bọt polyurethane cứng, bọt polyurethane mềm có cấu trúc ô mở, đặc trưng bởi trọng lượng nhẹ, khả năng thoáng khí và khả năng phục hồi tốt. Bọt polyurethane bán cứng là loại bọt ô mở có độ cứng nằm giữa bọt mềm và bọt cứng, và có giá trị tải nén cao hơn. Bọt polyurethane cứng, một vật liệu tổng hợp mới có chức năng cách nhiệt và chống thấm, có độ dẫn nhiệt thấp và mật độ nhỏ, do đó thường được sử dụng làm vật liệu cách nhiệt và chắn nhiệt trong xây dựng.
So với các vật liệu xây dựng truyền thống, bọt polyurethane sở hữu những ưu điểm vượt trội về nhiều mặt, bao gồm khả năng cách nhiệt tuyệt vời, khả năng chống cháy mạnh, khả năng chống nước cao và các đặc tính cơ học ổn định. Sản phẩm có thể được thi công tại chỗ bằng phương pháp đúc hoặc phun để tạo thành lớp cách nhiệt liên tục, và đã được ứng dụng rộng rãi trong các hạng mục ngoại thất, mái nhà, sàn nhà, cửa ra vào, cửa sổ và hệ thống đường ống sưởi ấm.
So với vật liệu xây dựng truyền thống và hiện đại, nhờ những tiến bộ trong công nghệ và nhu cầu kiến trúc ngày càng cao, vật liệu xây dựng hiện đại mang lại nhiều lợi thế hơn. Nhờ đó, chúng đã chiếm ưu thế trong kiến trúc đương đại, trong khi vật liệu xây dựng truyền thống chỉ đóng vai trò bổ trợ. Các vật liệu xây dựng hiện đại như thép, xi măng, bê tông, kính và vật liệu composite đã phá vỡ những hạn chế về hình dáng và kích thước của các vật liệu truyền thống như đá, gỗ, gạch đất sét nung và thạch cao vôi. Chúng đã tạo điều kiện thuận lợi cho việc phát triển các công trình cao tầng, nhịp lớn và đáp ứng nhu cầu xây dựng đô thị, phù hợp với xu hướng bảo vệ môi trường và tiết kiệm năng lượng trong xã hội hiện đại.
Thời gian đăng: 31-08-2023
