Rakennusmateriaalit ovat rakentamisen perusaineita, jotka määrittävät rakennuksen ominaisuudet, tyylin ja vaikutukset. Perinteisiin rakennusmateriaaleihin kuuluvat pääasiassa kivi, puu, savitiilet, kalkki ja kipsi, kun taas nykyaikaisiin rakennusmateriaaleihin kuuluvat teräs, sementti, betoni, lasi ja muovit. Jokaisella niistä on omat ominaispiirteensä ja merkittävä rooli rakentamisessa.
Perinteinen rakennusmateriaali
1. Kivi
Kivi on yksi ihmiskunnan historian varhaisimmista perinteisistä rakennusmateriaaleista. Sillä on runsaat varannot, se on laajalti levinnyt, sillä on hienorakenteinen rakenne, korkea puristuslujuus, hyvä vedenkestävyys, kestävyys ja erinomainen kulutuskestävyys. Länsi-Euroopassa käytettiin aikoinaan laajalti kiveä arkkitehtuurissa, ja merkittäviä esimerkkejä ovat muun muassa upea Versailles'n palatsi Ranskassa ja Britannian parlamenttitalo. Lisäksi egyptiläiset pyramidit rakennettiin tarkasti leikatuista suurista kivilohkoista. Kiviarkkitehtuurissa on loiston, juhlallisuuden ja jalon aura. Suuren tiheytensä ja painonsa vuoksi kivirakenteissa on kuitenkin yleensä paksummat seinät, mikä pienentää rakennuksen lattiapinta-alan suhdetta. Siitä huolimatta sitä voidaan käyttää ylellisyyden symbolina korkealuokkaisessa arkkitehtuurissa, mikä luo ainutlaatuisia taiteellisia tehosteita.
2. Puu
Puu perinteisenä rakennusmateriaalina on ominaisuuksiltaan kevyt, luja, esteettinen, helposti työstettävissä, uusiutuva ja kierrätettävä, ja sillä on ympäristöystävällisyyttä ja saasteita. Siksi puurakenteisilla rakennuksilla on erinomainen stabiilius ja maanjäristysten kestävyys. Rakentamisessa käytetyllä puulla on kuitenkin myös haittoja. Se on altis muodonmuutoksille, halkeilulle, homeen kasvulle ja hyönteisten tartunnalle. Lisäksi se on altis tulelle, mikä voi vaikuttaa sen laatuun ja kestävyyteen.
Puu on ollut ajaton rakennusmateriaali erinomaisten mekaanisten ominaisuuksiensa ansiosta, ja sitä on käytetty laajalti rakentamisessa antiikin ajoista lähtien. Tietyt rakennukset, kuten Nanchanin temppelin ja Foguangin temppelin osat Wutai-vuorella Kiinassa, ovat tyypillisiä arkkitehtuurin edustajia. Näillä rakenteilla on loivat, muuttumattomat rinteet, laajat räystäät, näkyvät kannakkeet sekä juhlallinen ja yksinkertainen tyyli.
Nykyaikaisissa maanrakennusprojekteissa elementit, kuten palkit, pilarit, tuet, ovet, ikkunat ja jopa betonimuotit, perustuvat puuhun. Hengittävänä rakennusmateriaalina puu tarjoaa lämpöä talvella ja viileää kesällä, luoden siten ihmisille sopivimman elinympäristön.
Nanchanin temppeli, Kiina
3. Savitiilet
Savitiilet ovat ihmisen valmistama rakennusmateriaali. Tavalliset savitiilet ovat olleet pitkään tärkein seinämateriaali asuinrakentamisessa Kiinassa. Savitiilille on ominaista pieni koko, keveys, helppo rakentaa, järjestelmällinen ja säännöllinen muoto, kantavuus, eristys- ja huolto-ominaisuudet sekä julkisivun koristelu. Niiden käyttö rakentamisessa on ollut merkittävässä roolissa asuintilojen luomisessa ihmisille. Kielletty kaupunki on tyypillinen arkkitehtoninen esitys, jossa käytetään savitiiliä. Ulkojulkisivussa käytetyt säännöllisen muotoiset savitiilet lisäävät Kielletyn kaupungin vaikuttavaa taiteellista vaikutelmaa. Savitiilien raaka-aineena on kuitenkin luonnonsavea, ja niiden tuotantoon liittyy viljelysmaan uhraaminen. Vähitellen ne on korvattu muilla materiaaleilla. Siitä huolimatta niiden asema ihmiskunnan arkkitehtuurihistoriassa ei koskaan katoa.
4. Lime
Kalkki perinteisenä rakennusmateriaalina tunnetaan vahvasta plastisuudestaan, hitaasta kovettumisprosessistaan, alhaisesta lujuudestaan kovettumisen jälkeen ja merkittävästä tilavuuskutistumastaan kovettumisen aikana. Sen tuhansien vuosien historia todistaa ihmiskunnan luottamuksesta tähän materiaaliin. Kalkki on edelleen tärkeä rakennusmateriaali, jota käytetään laajalti erilaisissa rakennusprojekteissa ja teollisuudenaloilla, kuten sisätilojen rappauksessa, kalkkilaastin ja -laastin sekoittamisessa sekä savitiilien ja savitiilien valmistuksessa.
Samoin kipsi, toinen ikivanha perinteinen rakennusmateriaali, ylpeilee runsailla raaka-aineilla, yksinkertaisella tuotantoprosessilla, alhaisella tuotannon energiankulutuksella, vahvalla kosteudenimukyvyllä, edullisuudella ja ympäristöystävällisyydellä. Se sopii erityisen hyvin nykyaikaisiin arkkitehtonisiin sisäseiniin, koristeisiin ja viimeistelyprojekteihin. Lisäksi sitä käytetään pääasiassa kipsilaastin ja kipsituotteiden valmistukseen.
Moderni rakennusmateriaali
5. Teräs
Teräksellä on ratkaiseva rooli modernissa arkkitehtuurissa rakennusmateriaalina. Teräksellä on erinomaisia ominaisuuksia, kuten kevyt mutta korkea lujuus, hyvä plastisuus ja sitkeys, turvallisuus ja luotettavuus, korkea teollistumisaste, nopea rakennusnopeus, helppo purettavuus, hyvät tiivistysominaisuudet ja korkea lämmönkestävyys. Nämä ensiluokkaiset ominaisuudet tekevät siitä välttämättömän modernissa arkkitehtuurissa, ja sitä käytetään pääasiassa suurien jännevälien teräsrakenteissa, kuten lentokentillä ja stadioneilla, korkeiden rakennusten teräsrakenteissa, kuten hotelleissa ja toimistorakennuksissa, korkeissa rakenteissa, kuten televisio- ja tietoliikennetorneissa, levyrakenteissa, kuten suurissa öljysäiliöissä ja kaasusäiliöissä, teollisuuslaitosten teräsrakenteissa, kevyissä teräsrakenteissa, kuten pienissä varastoissa, siltojen teräsrakenteissa ja liikkuvien komponenttien, kuten hissien ja nostureiden, teräsrakenteissa.
6. Sementti
Sementtiä käytetään nykyaikaisena rakennusmateriaalina laajasti teollisuudessa, maataloudessa, vesivaroissa, liikenteessä, kaupunkirakentamisessa, satamissa ja puolustusrakentamisessa. Nykyaikana siitä on tullut välttämätön rakennusmateriaali kaikissa rakennusprojekteissa. Sementti on epäorgaaninen jauhemainen materiaali, joka veden kanssa sekoitettuna muodostaa juoksevan ja muovautuvan tahnan. Ajan myötä tämä sementtitahna käy läpi fysikaalisia ja kemiallisia muutoksia, ja se muuttuu muovautuvasta tahnasta kovettuneeksi kiinteäksi aineeksi, jolla on tietty lujuus. Se voi myös sitoa yhteen kiinteitä massoja tai rakeisia materiaaleja luodakseen yhtenäisen rakenteen. Sementti ei ainoastaan kovetu ja lujitu altistuessaan ilmalle, vaan se voi kovettua myös vedessä, jolloin se säilyttää ja jopa parantaa lujuuttaan. Sementtiä käytetään laajalti rakennusprojekteissa, ja sillä on laaja valikoima sovelluksia maanrakennuksessa, öljy- ja kaasuinfrastruktuurissa, patojen rakentamisessa, muurauksessa, tienrakennuksessa ja muussa.
7. Betoni
Betonilla, nykyaikaisena rakennusmateriaalina, on erittäin merkittävä rooli nykyaikaisissa rakennusprojekteissa. Betoni on rakennusmateriaali, joka muodostetaan sekoittamalla sideaineita, kuten savea, kalkkia, kipsiä, vulkaanista tuhkaa tai luonnonasfalttia, kiviaineksiin, kuten hiekkaan, kuonaan ja murskattuun kiveen. Sillä on erinomaiset ominaisuudet, kuten vahva koheesio, kestävyys ja vedenkestävyys. Betonia pidetään kuitenkin hauraana materiaalina, jolla on korkea puristuslujuus, mutta erittäin alhainen vetolujuus, minkä vuoksi se on altis halkeilulle.
Sementin ja teräksen käyttöönoton myötä havaittiin, että näiden materiaalien yhdistäminen tarjosi paremman sidoslujuuden ja mahdollisti niiden täydentää toistensa heikkouksia samalla hyödyntäen vahvuuksiaan. Teräsvahvikkeiden lisääminen betoniin ei ainoastaan suojaa terästä ilmakehän vaikutuksilta ja estä korroosiota, vaan myös parantaa rakenneosan vetolujuutta. Tämä johti raudoitettuun betoniin, mikä laajensi betonin käyttökohteita rakentamisessa.
Verrattuna perinteisiin tiili- ja kivirakenteisiin, puurakenteisiin ja teräsrakenteisiin, betonirakenteet ovat kehittyneet nopeasti ja niistä on tullut ensisijainen rakennemateriaali maanrakennuksessa. Lisäksi korkean lujuuden omaavat betonityypit ja innovatiiviset betonityypit kehittyvät jatkuvasti rakennusalalla.
8. Lasi
Lisäksi lasia ja muovia, moderneina innovatiivisina rakennusmateriaaleina, käytetään jatkuvasti nykyaikaisissa rakennusprojekteissa. Lasi voi täyttää päivänvalon, sisustuksen ja julkisivusuunnittelun vaatimukset, mikä on linjassa modernin arkkitehtuurin energiatehokkuusvaatimusten kanssa. Lasia käytetään lähes kaikilla rakentamisen osa-alueilla erilaisten tyyppiensä ansiosta, kuten karkaistu lasi, puolikarkaistu lasi, eristyslasi, laminoitu lasi, sävytetty lasi, pinnoitettu lasi, kuviolasi, palonkestävä lasi, tyhjiölasi ja paljon muuta.
Shanghain Poly Grand -teatteri
9. Muovi
Muovi on nouseva rakennusmateriaaliluokka, jota erinomaisen suorituskykynsä, laajan käyttöalueensa ja lupaavien tulevaisuudennäkymiensä ansiosta pidetään neljänneksi tärkeimpänä rakennusmateriaaliluokkana teräksen, sementin ja puun jälkeen modernissa rakentamisessa. Muovilla on laaja käyttöalue katoista maanpintoihin ja ulkotiloista julkisiin tiloihin sisustusmateriaaleihin. Tällä hetkellä yleisimmät muovin käyttökohteet rakentamisessa ovat vesi- ja viemäriputket, kaasunsiirtoputket sekä PVC-ovet ja -ikkunat, joita seuraavat sähköjohdot ja -kaapelit.
Yksi muovien merkittävistä eduista on niiden huomattava energiansäästöpotentiaali, sillä muovituotteiden tuotanto ja käyttö kuluttavat huomattavasti vähemmän energiaa kuin muut rakennusmateriaalit. Tämän seurauksena muoveja käytetään nykyään laajalti erilaisissa katto-, seinä- ja lattiarakennusprojekteissa. Arkkitehtonisten muovien ala kehittyy jatkuvasti kohti parempaa toiminnallisuutta, parempaa suorituskykyä, monipuolisuutta ja kustannustehokkuutta.
10. Silikonitiiviste
Silikonitiiviste on tahmamainen aine, joka muodostetaan sekoittamalla polydimetyylisiloksaania pääraaka-aineena silloitteiden, täyteaineiden, pehmittimien, kytkentäaineiden ja katalyyttien kanssa tyhjiössä. Huoneenlämmössä se kovettuu ja muodostaa elastisen silikonikumin reagoimalla ilman kosteuden kanssa. Sitä käytetään erilaisten lasien ja muiden materiaalien liimaamiseen ja tiivistämiseen. Tällä hetkellä Eolya tarjoaa monitoimisia tiivisteitä, kuten lasitiivisteitä, säänkestäväjä tiivisteitä, palonkestäväjä tiivisteitä, kivitiivisteitä, metallisaumojen tiivisteitä, homeenkestäväjä tiivisteitä, koristeellisia saumoja ja eristettyjä lasitiivisteitä, joita on saatavana useina eri tyyppeinä ja eritelminä.
11. Polyuretaanivaahto (PU-vaahto)
Uutena rakennusmateriaalina polyuretaanivaahto on saanut viime vuosina laajaa huomiota. Se syntetisoidaan monomeereistä, kuten isosyanaateista ja polyoleista, polymerointireaktion kautta, ja syntyvä hiilidioksidikaasu toimii vaahdotusaineena. Tämä reaktio tuottaa tiiviisti strukturoitua mikrosoluista vaahtoa. Polyuretaanivaahto luokitellaan pääasiassa jäykäksi polyuretaanivaahdoksi, joustavaksi polyuretaanivaahdoksi ja puolijäykäksi polyuretaanivaahdoksi. Toisin kuin jäykän polyuretaanivaahdon suljetun solurakenteen omaava rakenne, joustavalla polyuretaanivaahdolla on avoin solurakenne, jolle on ominaista keveys, hengittävyys ja hyvä kimmoisuus. Puolijäykkä polyuretaanivaahto on avoin solutyyppinen vaahto, jonka kovuus on pehmeän ja jäykän vaahdon välillä, ja sillä on korkeammat puristuskuorman arvot. Jäykkä polyuretaanivaahto, uusi synteettinen materiaali, jolla on eristys- ja vedeneristysominaisuuksia, on alhaisen lämmönjohtavuuden ja pienen tiheyden omaava, joten sitä käytetään usein eriste- ja lämmöneristysmateriaalina rakentamisessa.
Verrattuna perinteisiin rakennusmateriaaleihin polyuretaanivaahdolla on erinomaisia etuja useissa eri ominaisuuksissa, mukaan lukien erinomainen eristyskyky, vahva palonkestävyys, korkea vedenkestävyys ja vakaat mekaaniset ominaisuudet. Sitä voidaan levittää paikan päällä valamalla tai ruiskuttamalla yhtenäisen eristekerroksen muodostamiseksi, ja sitä on käytetty laajasti rakennusten ulkopinnoilla, katoissa, lattioissa, ovissa, ikkunoissa ja lämmitysputkistoissa.
Verrattuna perinteisiin ja nykyaikaisiin rakennusmateriaaleihin, teknologian kehityksen ja kehittyvien arkkitehtonisten vaatimusten ansiosta nykyaikaiset rakennusmateriaalit tarjoavat enemmän etuja kuin perinteiset materiaalit. Tämän seurauksena ne ovat ottaneet hallitsevan aseman nykyarkkitehtuurissa, kun taas perinteisiä rakennusmateriaaleja käytetään täydentävässä roolissa. Nykyaikaiset rakennusmateriaalit, kuten teräs, sementti, betoni, lasi ja komposiitit, ovat rikkoneet perinteisten materiaalien, kuten kiven, puun, savitiilien ja kalkkikipsin, asettamat muodon ja koon rajoitukset. Ne ovat helpottaneet korkeiden, pitkien jännevälien rakenteiden kehittämistä ja vastanneet kaupunkirakentamisen vaatimuksiin, jotka ovat linjassa nyky-yhteiskunnan ympäristönsuojelun ja energiansäästön trendien kanssa.
Julkaisun aika: 31. elokuuta 2023
