Vật liệu xây dựng là những thành phần cơ bản của công trình, quyết định đặc điểm, phong cách và hiệu quả của một công trình. 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 lâu đời nhất được sử dụng trong lịch sử loài người. Nó có trữ lượng dồi dào, phân bố rộng khắp, cấu trúc mịn, độ bền nén cao, khả năng chống nước tốt, độ bền và khả năng chống mài mòn tuyệt vời. Tây Âu từng sử dụng đá rộng rãi trong kiến trúc, với những ví dụ nổi bật 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 gọt chính xác. Kiến trúc đá mang một vẻ uy nghiêm, 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. Mặc dù vậy, nó 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, với tư cách là vật liệu xây dựng truyền thống, sở hữu những đặc điểm như trọng lượng nhẹ, độ bền cao, tính thẩm mỹ, khả năng gia công tốt, khả năng tái tạo, khả năng tái chế và thân thiện với môi trường, không gây ô nhiễm. Do đó, các công trình xây dựng bằng gỗ có độ ổn định và khả năng chống động đất tuyệt vời. Tuy nhiên, gỗ dùng trong xây dựng cũng có những nhược điểm. Nó dễ bị biến dạng, nứt nẻ, nấm mốc và côn trùng phá hoại. Hơn nữa, nó dễ bắt lửa, điều này có thể ảnh hưởng đến chất lượng và độ bền của nó.
Gỗ là vật liệu xây dựng vượt thời gian nhờ các đặc tính cơ học ưu việt và đã được sử dụng rộng rãi trong hoạt động xây dựng từ thời cổ đại. Một số công trình như một phần của chùa Nanchan và chùa Foguang trên núi Wutai ở Trung Quốc là những ví dụ tiêu biểu về kiến trúc. Những công trình này có độ dốc thoai thoải, đồng đều, mái hiên rộng, các cột đỡ nổi bật và phong cách trang nghiêm, giản dị.
Trong các dự án xây dựng dân dụng hiện đại, các cấu kiện như dầm, cột, giá đỡ, cửa ra vào, cửa sổ, và thậm chí cả khuôn bê tông đều dựa vào gỗ. Là một vật liệu xây dựng có khả năng thoáng khí, gỗ mang lại sự ấm áp vào mùa đông và mát mẻ vào mùa hè, từ đó 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 do con người tạo ra. Từ lâu, gạch đất sét thông thường đã là vật liệu xây 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, khả năng chịu tải, cách nhiệt và bảo trì tốt, cũng như khả năng trang trí mặt tiền. Việc ứng dụng chúng trong xây dựng đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra không gian sống cho con người. Tử Cấm Thành là một ví dụ kiến trúc tiêu biểu sử dụng gạch đất sét. Những viên gạch đất sét hình dạng đều đặn được sử dụng cho mặt tiền bên ngoài góp phần tạo nên hiệu ứng nghệ thuật ấn tượng của Tử Cấm Thành. Tuy nhiên, nguyên liệu thô để sản xuất 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. Chanh
Vôi, với tư cách là vật liệu xây dựng truyền thống, được biết đến với tính dẻo cao, quá trình đông cứng chậm, độ bền thấp sau khi đông cứng và độ co ngót thể tích đáng kể trong quá trình đông cứng. Lịch sử hàng nghìn năm của nó chứng minh sự tin tưởng và dựa dẫm của nhân loại vào 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 khác nhau, chẳng hạn như trát vữa nội thất, trộn vữa vôi và vữa xi măng, và chuẩn bị gạch bùn và gạch adobe.
Tương tự, thạch cao, một vật liệu xây dựng truyền thống lâu đời khác, có nguồn nguyên liệu dồi dào, quy trình sản xuất đơn giản, tiêu thụ năng lượng thấp, khả năng hút ẩm tốt, giá cả phải chăng và thân thiện với môi trường. Nó đặc biệt phù hợp cho các công trình kiến trúc hiện đại như vách ngăn nội thất, trang trí và hoàn thiện. Ngoài ra, nó chủ yếu được sử dụng để sản xuất vữa thạch cao và các sản phẩm từ 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 trọng lượng nhẹ nhưng độ bền cao, tính dẻo và độ dai tốt, an toàn và đáng tin cậy, mức độ công nghiệp hóa cao, tốc độ thi công nhanh, dễ tháo dỡ, khả năng làm kín tốt và khả năng chịu nhiệt cao. Những đặc điểm ưu việt này làm cho thép trở nên 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 của các tòa nhà cao tầng bao gồm khách sạn và tòa nhà văn phòng, các công trình cao chót vót như tháp truyền hình và tháp thông tin liên lạc, kết cấu thép dạng tấm như bể chứa dầu và bể chứa khí đốt lớn, 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, với tư cách là 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 dạng bột vô cơ, khi trộn với nước sẽ tạo thành một hỗn hợp lỏng và dễ uốn. Theo thời gian, hỗn hợp xi măng này trải qua các biến đổi vật lý và hóa học, chuyển từ dạng hỗn hợp dễ uốn thành dạng rắn chắc với độ bền 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 độ bền 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 tường gạch, xây dựng đường bộ, và nhiều lĩnh vực khác.
7. Bê tông
Bê tông, với tư cách là 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 tạo 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. Nó sở hữu những đặc tính tuyệt vời, bao gồm độ kết dính cao, độ bền và khả năng chống nước. Tuy nhiên, bê tông được coi là vật liệu giòn với 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 phát hiện ra rằng việc kết hợp các 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 điểm mạnh của mỗi bên. Bằng cách kết hợp cốt thép vào bê tông, không chỉ bảo vệ thép khỏi tác động của không khí, ngăn ngừa ăn mòn mà còn tăng cường độ bền 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 công trình truyền thống bằng gạch đá, gỗ và thép, kết cấu bê tông đã phát triển nhanh chóng và trở thành vật liệu kết cấu chính trong kỹ thuật xây dựng dân dụng. Hơn nữa, bê tông hiệu năng cao và các loại bê tông cải tiến tiếp tục được nâng cao và phát triển trong lĩnh vực xây dựng.
8. Thủy tinh
Hơn nữa, kính và nhựa, với tư cách là vật liệu xây dựng hiện đại và sáng tạo, 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 tự nhiên, 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 vào nhiều loại khác nhau, chẳng hạn như kính cường lực, kính bán cường lực, kính cách nhiệt, kính nhiều lớp, kính màu, kính phủ, kính hoa văn, kính chống cháy, kính chân không, và nhiều loại khác.
Nhà hát lớn Shanghai Poly
9. Nhựa
Nhựa là một loại vật liệu xây dựng mới nổi, nhờ hiệu suất vượt trội, phạm vi ứng dụng rộng rãi và triển vọng đầy hứa hẹn, được coi là loại vật liệu xây dựng chính thứ tư sau thép, xi măng và gỗ trong xây dựng hiện đại. Nhựa có phạm vi ứng dụng rộng, từ mái nhà đến mặt đất, từ các công trình công cộng ngoài trời đến vật liệu trang trí nội thất. Hiện nay, các ứng dụng phổ biến nhất của nhựa trong xây dựng là ống dẫn nước và thoát nước, ống dẫn khí, cửa và cửa sổ PVC, tiếp theo là dây điện và cáp điện.
Một trong những ưu điểm nổi bật của nhựa là tiềm 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. Do đó, nhựa hiện được sử dụng rộng rãi trong nhiều dự án xây dựng mái nhà, tường và sàn nhà. Lĩnh vực nhựa kiến trúc đang không ngừng phát triển theo hướng chức năng cao hơn, hiệu suất được cải thiện, tính linh hoạt và hiệu quả chi phí.
10. Keo silicone
Keo silicone là một chất dạng sệt được tạo thành bằng cách trộn polydimethylsiloxane làm nguyên liệu chính với các chất liên kết ngang, chất độn, chất làm dẻo, chất kết dính và chất xúc tác trong điều kiện chân không. Ở nhiệt độ phòng, nó đông cứng và tạo thành cao su silicone đàn hồi thông qua phản ứng với hơi ẩm trong không khí. Nó được sử dụng để liên kết và bịt kín nhiều loại kính và các chất nền khác. Hiện nay, Eolya cung cấp các loại keo đa chức năng, bao gồm keo dán kính, keo dán chịu thời tiết, keo dán chống cháy, keo dán đá, keo dán mối nối kim loại, keo dán chống nấm mốc, keo dán mối nối trang trí và keo dán kính cách nhiệt, cùng nhiều loại khác, với nhiều thông số kỹ thuật.
11. Xốp polyurethane (Xốp 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 sinh ra đóng vai trò là chất tạo bọt. Phản ứng này tạo ra một loại bọt vi xốp 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 tế bào kín của bọt polyurethane cứng, bọt polyurethane mềm có cấu trúc tế bào mở, đặc trưng bởi trọng lượng nhẹ, khả năng thoáng khí và độ đàn hồi tốt. Bọt polyurethane bán cứng là một loại bọt có cấu trúc tế bào mở với độ cứng nằm giữa bọt mềm và bọt cứng, và nó có giá trị tải trọng nén cao hơn. Bọt polyurethane cứng, một vật liệu tổng hợp mới với chức năng cách nhiệt và chống thấm nước, có độ dẫn nhiệt thấp và mật độ nhỏ, do đó thường được sử dụng làm vật liệu cách nhiệt và vật liệu chắn nhiệt trong xây dựng.
So với các vật liệu xây dựng truyền thống, bọt polyurethane sở hữu những ưu điểm vượt trội ở nhiều khía cạnh, bao gồm khả năng cách nhiệt tuyệt vời, khả năng chống cháy cao, khả năng chống thấm nước cao và các đặc tính cơ học ổn định. Nó có thể được thi công tại chỗ bằng phương pháp đổ khuôn hoặc phun để tạo thành một lớp cách nhiệt liên tục, và được ứng dụng rộng rãi trong ngoại thất, mái nhà, sàn nhà, cửa ra vào, cửa sổ và mạng lưới đường ống dẫn nhiệt của các công trình xây dựng.
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 phát triển, vật liệu xây dựng hiện đại mang lại nhiều ưu điểm hơn so với vật liệu truyền thống. Do đó, chúng đã chiếm vị trí chủ đạo 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 dạng và kích thước do các vật liệu truyền thống như đá, gỗ, gạch đất sét và thạch cao vôi đặt ra. Chúng đã tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của các công trình cao tầng, có 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 bài: 31 tháng 8 năm 2023
