Materiał budowlany
Materiał budowlany to materiał używany do budowy . Do budowy budynków wykorzystano wiele naturalnie występujących substancji, takich jak glina , skały , piasek, 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 zwykle podzielone na określone branże specjalistyczne, takie jak prace stolarskie , izolacyjne , hydrauliczne i dekarskie . Tworzą one siedliska i struktury , w tym domy .
Całkowity koszt materiałów budowlanych
W historii istnieją tendencje w materiałach budowlanych od naturalnych do coraz bardziej sztucznych i kompozytowych ; biodegradowalny do niezniszczalnego; rodzimy (lokalny) do transportu globalnego; naprawialne do jednorazowego użytku; wybrany ze względu na wyższy poziom bezpieczeństwa przeciwpożarowego i lepszą odporność sejsmiczną . Tendencje 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 decyduje 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 dach pokryty gontem asfaltowym kosztuje mniej niż dach metalowy, ale dach metalowy będzie trwał dłużej, więc roczny koszt użytkowania jest niższy. Niektóre materiały mogą wymagać większej uwagi niż inne, utrzymanie kosztów specyficznych dla niektórych materiałów może również wpłynąć na ostateczną decyzję. Ryzyko związane z kosztem użytkowania materiału w całym okresie jego użytkowania polega na uszkodzeniu budynku, na przykład w wyniku pożaru lub wiatru, lub gdy materiał nie jest tak trwały, jak reklamowano. Należy wziąć pod uwagę koszt materiałów, aby ponieść ryzyko zakupu materiałów palnych w celu zwiększenia żywotności. Mówi się, że „jeśli coś ma być zrobione, to musi być zrobione dobrze”.
Koszty ekologiczne
Koszty zanieczyszczeń mogą być makro i mikro. Makro zanieczyszczenie środowiska w branżach wydobywczych, na których opierają się materiały budowlane, takich jak górnictwo, ropa naftowa i pozyskiwanie drewna, powoduje szkody środowiskowe u źródła oraz podczas transportu surowców, produkcji, transportu produktów, sprzedaży detalicznej i instalacji. Przykładem mikroaspektu zanieczyszczenia jest odgazowanie materiałów budowlanych w budynku lub zanieczyszczenie powietrza w pomieszczeniach . Materiały budowlane z Czerwonej Listy to materiały uznane za szkodliwe. Również ślad węglowy , całkowity zestaw emisji gazów cieplarnianych wyprodukowanych w czasie życia materiału. Analiza cyklu życia obejmuje również ponowne wykorzystanie , recykling lub unieszkodliwianie odpadów budowlanych . Dwie koncepcje w budownictwie, które odpowiadają za ekologiczną ekonomię 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 ekonomiczny, ekologiczny i społeczny koszt dalszego wytwarzania i dostarczania energii do budynku w celu jego użytkowania, konserwacji i ewentualnego usunięcia. Początkowa energia wcielona konstrukcji to energia zużyta do wydobycia, wyprodukowania, dostarczenia, zainstalowania materiałów. Energia zawarta w całym okresie użytkowania stale rośnie wraz z użytkowaniem, konserwacją i ponownym użyciem/recyklingiem/utylizacją samych materiałów budowlanych oraz w jaki sposób materiały i projekt pomagają zminimalizować zużycie energii przez cały okres użytkowania konstrukcji.
Koszty społeczne
Koszty społeczne to urazy i zdrowie ludzi produkujących i transportujących materiały oraz potencjalne problemy zdrowotne użytkowników budynku, jeśli występują problemy z biologią budynku. Globalizacja wywarła znaczący wpływ na ludzi, zarówno pod względem miejsc pracy, umiejętności i samowystarczalności, które są tracone, gdy zakłady produkcyjne są zamykane, jak i kulturowych aspektów otwierania nowych zakładów. Aspekty sprawiedliwego handlu i praw pracowniczych to społeczne koszty globalnej produkcji materiałów budowlanych.
Substancje występujące naturalnie
Szczotka
szczotkowe są zbudowane w całości z części roślin i były używane w prymitywnych kulturach, takich jak rdzenni Amerykanie i ludy pigmejów w Afryce. Są zbudowane głównie z gałęzi, gałązek i liści oraz kory, podobnie jak żeremia bobra . Były to wikiupy o różnych nazwach , lean-tos i tak dalej.
Rozszerzeniem idei budowania pędzli jest proces chrustu i kiczu , w którym gleby gliniaste lub łajno , zwykle krowie , są używane do wypełnienia i pokrycia tkanej struktury pędzla. Daje to konstrukcji większą masę termiczną i wytrzymałość. Wiklina i kicz to jedna z najstarszych technik budowlanych. Wiele starszych budynków o konstrukcji drewnianej zawiera szachulcowe ściany jako nienośne ściany między drewnianymi ramami.
Lód i śnieg
Śnieg i czasami lód były używane przez Eskimosów do budowy igloo , a śnieg jest używany do budowy schronienia zwanego quinzhee . Lód był również używany w lodowych hotelach jako atrakcja turystyczna w północnych klimatach.
Błoto i glina
Budynki z gliny zwykle występują w dwóch różnych typach. Jednym z nich jest wykonanie ścian bezpośrednio z mieszanki błota, a drugim ściany zbudowane przez układanie suszonych na powietrzu bloków konstrukcyjnych zwanych cegłami mułowymi .
Inne zastosowania gliny w budownictwie są łączone ze słomą w celu wytworzenia lekkiej gliny , chrustu i gliny oraz tynku błotnego .
Ściany z gliny układanej na mokro
Ściany układane na mokro lub wilgotne są wykonywane przy użyciu mieszanki błota lub gliny bezpośrednio bez tworzenia bloków i ich uprzedniego suszenia. Ilość i rodzaj każdego materiału w zastosowanej mieszance prowadzi do różnych stylów budynków. Decydujący czynnik jest zwykle związany z jakością użytego gruntu . Większe ilości gliny są zwykle stosowane w budownictwie z kolb , podczas gdy gleba o niskiej zawartości gliny jest zwykle kojarzona z budową domów z darni lub dachów z darni . Pozostałe główne składniki to mniej lub bardziej piasek / żwir i słoma /trawy. Ubijana ziemia to zarówno stare, jak i nowsze podejście do tworzenia ścian, niegdyś wykonane przez ręczne zagęszczanie gliniastej gleby między deskami; obecnie stosuje się formy i mechaniczne sprężarki pneumatyczne .
Gleba, a zwłaszcza glina, zapewnia dobrą masę termiczną ; bardzo dobrze utrzymuje temperaturę na stałym poziomie. Domy zbudowane z ziemi są zwykle chłodne w letnie upały i ciepłe w chłodne dni. Glina zatrzymuje ciepło lub zimno, uwalniając je przez pewien czas, podobnie jak kamień. Ściany ziemne powoli zmieniają temperaturę, więc sztuczne podnoszenie lub obniżanie temperatury może zużywać więcej zasobów niż na przykład dom zbudowany z drewna, ale ciepło/chłód pozostaje dłużej.
Ludzie budujący głównie z ziemi i gliny, takich jak kolby, darń i glina, stworzyli domy, które były budowane przez wieki w zachodniej i północnej Europie, Azji, a także w reszcie świata i nadal są budowane, chociaż na mniejsza skala. Niektóre z tych budynków nadają się do zamieszkania od setek lat.
Bloki i cegły z gliny konstrukcyjnej
Cegły mułowe , znane również pod hiszpańską nazwą adobe , to starożytne materiały budowlane, których dowody sięgają tysięcy lat przed naszą erą. Bloczki ze sprasowanej ziemi są bardziej nowoczesnym rodzajem cegieł używanych do budowy częściej w społeczeństwie uprzemysłowionym, ponieważ bloki konstrukcyjne można wytwarzać poza terenem budowy w scentralizowanej lokalizacji w cegielni i transportować do wielu lokalizacji budowlanych. Bloki te można również łatwiej monetyzować i sprzedawać.
Konstrukcyjne cegły mułowe są prawie zawsze wytwarzane z gliny, często gleby gliniastej i spoiwa to jedyne stosowane składniki, 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 gliny .
Piasek
Piasek jest używany z cementem , a czasami wapnem , do sporządzania zapraw murarskich i tynkarskich . Piasek jest również używany jako część mieszanki betonowej. Ważnym tanim materiałem budowlanym w krajach o glebach o dużej zawartości piasku jest Sandcrete , 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 właściwościach, które czynią je lepszymi lub gorszymi dla określonych zastosowań. Skała jest bardzo gęstym materiałem, więc zapewnia dużą ochronę; jego główną wadą jako materiału budowlanego jest jego waga i trudność w obróbce. Jego gęstość energetyczna jest zarówno zaletą, jak i wadą. Kamień jest trudny do ogrzania bez znacznego zużycia energii, ale po nagrzaniu jego masa termiczna oznacza, że może zatrzymywać ciepło przez użyteczne okresy czasu.
i chaty z suchego kamienia budowano tak długo, jak ludzie kładli jeden kamień na drugim. Ostatecznie do łączenia kamieni używano różnych form zaprawy , a cement jest obecnie najbardziej powszechny.
usiane granitem wyżyny Parku Narodowego Dartmoor w Wielkiej Brytanii zapewniały obfite zasoby pierwszym osadnikom. Okrągłe chaty były budowane z luźnych granitowych skał w całym neolicie i wczesnej epoce brązu , a pozostałości około 5000 można zobaczyć do dziś. Granit był nadal używany przez cały średniowiecza (patrz długi dom Dartmoor ) i do czasów współczesnych. Łupek to kolejny rodzaj kamienia, powszechnie stosowany jako materiał dachowy w Wielkiej Brytanii i innych częściach świata, w których występuje.
kamienne można zobaczyć w większości dużych miast, a niektóre cywilizacje zbudowano głównie z kamienia, takie jak piramidy egipskie i azteckie oraz budowle cywilizacji Inków .
Strzecha
Strzecha jest jednym z najstarszych znanych materiałów budowlanych. „Strzecha” to inne słowo oznaczające „trawę”; trawa jest dobrym izolatorem i łatwo się zbiera. Wiele plemion afrykańskich przez cały rok mieszkało w domach zbudowanych w całości z trawy i piasku. W Europie dachy domów pokryte strzechą były kiedyś powszechne, ale materiał ten wypadł z łask, gdy uprzemysłowienie i ulepszony transport zwiększyły dostępność innych materiałów. Dziś jednak praktyka ta przeżywa renesans. Na przykład w Holandii wiele nowych budynków ma dachy kryte strzechą ze specjalnymi kalenicami.
Drewno i drewno
Drewno od tysięcy lat jest wykorzystywane jako materiał budowlany w stanie naturalnym. Obecnie drewno konstrukcyjne staje się bardzo popularne w krajach uprzemysłowionych.
Drewno jest produktem drzew , a czasami innych roślin włóknistych , wykorzystywanych do celów budowlanych, gdy są cięte lub prasowane na tarcicę i drewno, takie jak deski, deski i 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 i jest niewiarygodnie mocne po ściśnięciu w pionie. Istnieje wiele różnych cech różnych rodzajów 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 przy podejmowaniu decyzji o jakości.
„Drewno” to termin używany do celów budowlanych, z wyjątkiem terminu „tarcica” używanego w Stanach Zjednoczonych. Surowe drewno (kłoda, pień, pień) staje się drewnem, gdy drewno zostało „przetworzone” (przetarte, ociosane, łupane) w postaci kłód o minimalnej obróbce ułożonych jeden na drugim , drewnianej konstrukcji szkieletowej i lekkiej ramy budowa . Główne problemy związane z konstrukcjami drewnianymi to ryzyko pożaru i problemy związane z wilgocią. [ potrzebne źródło ]
W dzisiejszych czasach drewno iglaste jest materiałem masowym o niższej wartości, podczas gdy drewno liściaste jest zwykle używane do wykończeń i mebli. W przeszłości drewniane konstrukcje szkieletowe były budowane z dębu w zachodniej Europie, ostatnio daglezja stała się najpopularniejszym drewnem dla większości typów budynków strukturalnych.
Wiele rodzin lub społeczności na obszarach wiejskich ma własny las , z którego rodzina lub społeczność będzie rosnąć i zbierać drzewa, aby budować lub sprzedawać. Te działki mają tendencję do przypominania ogrodu. Było to znacznie bardziej rozpowszechnione w czasach przedindustrialnych, kiedy istniały prawa dotyczące ilości drewna, które można wyciąć w dowolnym momencie, aby zapewnić sobie dostawy drewna na przyszłość, ale nadal jest to opłacalna forma rolnictwa.
Substancje stworzone przez człowieka
Cegły wypalane i bloki gliniane
Cegły są wytwarzane w podobny sposób jak cegły mułowe, z wyjątkiem tego, że nie zawierają włóknistego spoiwa, takiego jak słoma, i są wypalane („wypalane” w zacisku do cegieł lub w piecu ) po wysuszeniu na powietrzu w celu ich trwałego utwardzenia. Cegły gliniane wypalane w piecu są ceramicznym . Cegły wypalane mogą być pełne lub mieć puste wnęki, które ułatwiają suszenie i sprawiają, że są lżejsze i łatwiejsze w transporcie. Poszczególne cegły są układane jedna na drugiej w warstwach przy użyciu zaprawy murarskiej . Kolejne warstwy służą do wznoszenia ścian, łuków i innych elementów architektonicznych. Ściany z cegły wypalanej są zwykle znacznie cieńsze niż kolby / Adobe, przy zachowaniu tej samej wytrzymałości pionowej. Wymagają więcej energii do stworzenia, ale są łatwiejsze w transporcie i przechowywaniu oraz są lżejsze niż kamienne bloki. Rzymianie szeroko stosowali wypalaną cegłę o kształcie i typie zwanym obecnie cegłą rzymską . Budownictwo z cegły zyskało dużą popularność w połowie XVIII i XIX wieku. Wynikało to z niższych kosztów wraz ze wzrostem produkcji cegieł i bezpieczeństwa przeciwpożarowego w coraz bardziej zatłoczonych miastach.
Blok żużlowy uzupełniał lub zastępował cegły wypalane pod koniec XX wieku, często używany do wewnętrznych części ścian murowanych i samodzielnie.
Płytki z gliny strukturalnej (bloczki gliniane) to glina lub terakota i zazwyczaj są perforowane z otworami.
Kompozyty cementowe
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 .
Drewno i włókna naturalne składają się z różnych rozpuszczalnych związków organicznych, takich jak węglowodany , glikozydy i fenole. Wiadomo, że związki te opóźniają wiązanie cementu. Dlatego przed użyciem drewna do produkcji kompozytów cementowych ocenia się jego kompatybilność z cementem.
Kompatybilność drewno-cement to stosunek parametru związanego z właściwościami kompozytu drewno-cement do właściwości czystego zaczynu cementowego. Zgodność jest często wyrażana jako wartość procentowa. Aby określić kompatybilność drewna z cementem, stosuje się metody oparte na różnych właściwościach, takich jak charakterystyka hydratacji, wytrzymałość, wiązanie międzyfazowe i morfologia. Badacze stosują różne metody, takie jak pomiar charakterystyki hydratacji mieszanki cementowo-kruszywowej; porównanie właściwości mechanicznych mieszanek cementowo-kruszywowych oraz wizualna ocena właściwości mikrostrukturalnych mieszanek drzewno-cementowych. Stwierdzono, że najwygodniejszą metodą jest test hydratacji polegający na pomiarze zmiany temperatury hydratacji w czasie. Ostatnio Karade i in. dokonali przeglądu tych metod oceny kompatybilności i zaproponowali metodę opartą na „koncepcji dojrzałości”, tj. uwzględniającą zarówno czas, jak i temperaturę reakcji hydratacji cementu.
Cegły układano na zaprawie wapiennej od czasów Rzymian, aż do wyparcia zaprawy z cementu portlandzkiego na początku XX wieku. Bloczki cementowe są również czasami wypełniane zaprawą lub pokrywane gładzią szpachlową .
Beton
Beton jest kompozytowym materiałem budowlanym powstałym z połączenia kruszywa i spoiwa, jakim jest cement . Najbardziej rozpowszechnioną formą betonu jest beton portlandzki, który składa się z kruszywa mineralnego (zwykle żwiru i piasku ), cementu portlandzkiego i wody .
Po zmieszaniu cement uwadnia się i ostatecznie twardnieje, tworząc materiał przypominający kamień. W znaczeniu ogólnym jest to materiał, do którego odnosi się termin „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 (znanych jako pręty zbrojeniowe ). Ten wzmocniony beton jest następnie określany jako żelbet . W celu zminimalizowania pęcherzyków powietrza, które mogłyby osłabić konstrukcję, stosuje się wibrator, który usuwa powietrze, które zostało uniesione podczas wylewania płynnej mieszanki betonowej wokół ślusarki. Beton był dominującym materiałem budowlanym w czasach nowożytnych ze względu na jego długowieczność, plastyczność i łatwość transportu. Ostatnie postępy, takie jak izolowane formy betonowe , łączą formowanie betonu i inne etapy budowy (montaż izolacji). Wszystkie materiały należy pobrać w wymaganych proporcjach, zgodnie z opisem w normach.
Tkanina
Namiot jest domem wybieranym przez grupy nomadów na całym świecie. Dwa dobrze znane typy to stożkowe tipi i okrągła jurta . Namiot odrodził się jako główna technika budowlana wraz z rozwojem architektury napinanej i tkanin syntetycznych. Nowoczesne budynki mogą być wykonane z elastycznych materiałów, takich jak z tkaniny i wspierane przez system stalowych linek, sztywnych lub wewnętrznych, lub przez ciśnienie powietrza.
Piana
w połączeniu z materiałami konstrukcyjnymi, takimi jak beton, zaczęto stosować syntetyczny polistyren lub piankę poliuretanową . Jest lekki, łatwo się kształtuje i jest doskonałym izolatorem. Pianka jest zwykle stosowana jako część konstrukcyjnego panelu izolacyjnego , w którym pianka jest umieszczona pomiędzy drewnianymi lub cementowymi lub izolacyjnymi formami betonowymi.
Szkło
Wytwarzanie szkła jest uważane za formę sztuki, a także proces przemysłowy lub materiał.
Przezroczyste okna były używane od czasu wynalezienia szkła do zakrywania małych otworów w budynku. Szklane szyby dawały ludziom możliwość zarówno wpuszczania światła do pomieszczeń, jak i zatrzymywania niepogody na zewnątrz.
Szkło jest zwykle wytwarzane z mieszanin piasku i krzemianów w bardzo gorącym piecu ogniowym zwanym piecem i jest bardzo kruche. Dodatki często wchodzą w skład mieszaniny używanej do produkcji szkła o różnych odcieniach kolorów lub różnych właściwościach (jak np. szkło kuloodporne czy żarówki).
Zastosowanie szkła w obiektach architektonicznych stało się bardzo popularne we współczesnej kulturze. Szklane „ ściany osłonowe ” mogą być stosowane do pokrycia całej elewacji budynku lub rozpięte nad szeroką konstrukcją dachu w „szkieletach przestrzennych ”. Te zastosowania wymagają jednak pewnego rodzaju ramy do trzymania razem sekcji szkła, ponieważ samo szkło jest zbyt kruche i wymagałoby użycia zbyt dużego pieca do samodzielnego pokrycia tak dużych obszarów.
Cegły szklane zostały wynalezione na początku XX wieku.
Beton gipsowy
Beton gipsowy jest mieszanką tynku gipsowego i niedoprzędów z włókna szklanego . Chociaż gips i tynki włókniste są stosowane od wielu lat, zwłaszcza do sufitów, dopiero na początku lat 90. przeprowadzono poważne badania wytrzymałości i właściwości systemu ściennego Rapidwall, wykorzystującego mieszankę tynku gipsowego i 300 mm plus niedoprzędy z włókna szklanego, badano. 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 znaczne korzyści dla środowiska.
Metal
Metal jest używany jako szkielet konstrukcyjny dla większych budynków, takich jak drapacze chmur , lub jako zewnętrzne pokrycie powierzchni. Istnieje wiele rodzajów metali używanych do budowy. Metalowe postacie są dość widoczne w prefabrykowanych konstrukcjach, takich jak chata Quonset , i można je zobaczyć w większości kosmopolitycznych miast. Produkcja metalu wymaga ogromnej ilości pracy ludzkiej, zwłaszcza w dużych ilościach potrzebnych w przemyśle budowlanym. Korozja jest głównym wrogiem metalu, jeśli chodzi o długowieczność.
- Stal jest stopem metali , którego głównym składnikiem jest żelazo i jest zwykle wybierana do metalowych materiałów konstrukcyjnych. Jest mocna, elastyczna i jeśli jest dobrze rafinowana i/lub traktowana , utrzymuje się przez długi czas.
- Mniejsza gęstość i lepsza odporność na korozję stopów aluminium i cyny czasami przewyższają ich wyższy koszt .
- Miedź jest cenionym materiałem budowlanym ze względu na swoje korzystne właściwości (patrz: Miedź w architekturze ). Obejmują one odporność na korozję, trwałość, niski ruch termiczny, niewielką wagę, ekranowanie częstotliwości radiowych, ochronę odgromową, zrównoważony rozwój, możliwość recyklingu i szeroką gamę wykończeń. Miedź jest stosowana w pokryciach dachowych, obróbkach blacharskich, rynnach, rurach spustowych, kopułach, iglicach, sklepieniach, okładzinach ściennych, dylatacjach budynków i elementach wystroju wnętrz.
- Inne użyte metale to chrom , złoto , srebro i tytan . Tytan może być używany do celów konstrukcyjnych, ale jest znacznie droższy niż stal. Chrom, złoto i srebro są używane jako dekoracje, ponieważ materiały te są drogie i nie mają właściwości strukturalnych, takich jak wytrzymałość na rozciąganie lub twardość.
Tworzywa sztuczne
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, czyli mają właściwość plastyczności . Tworzywa sztuczne różnią się znacznie pod względem tolerancji na ciepło, twardości i sprężystości. W połączeniu z tą zdolnością adaptacji ogólna jednorodność składu i lekkość tworzyw sztucznych zapewnia ich zastosowanie w prawie wszystkich dzisiejszych zastosowaniach przemysłowych. Wysokosprawne tworzywa sztuczne , takie jak ETFE, stały się idealnym materiałem budowlanym ze względu na wysoką odporność na ścieranie i obojętność chemiczną. Godne uwagi budynki, w których się znajduje, to: Pekińskie Narodowe Centrum Sportów Wodnych i biomy Projektu Eden .
Papiery i membrany
Papiery budowlane i membrany są wykorzystywane w budownictwie z wielu powodów. Jednym z najstarszych papierów budowlanych jest czerwony papier kalafoniowy , który był używany przed 1850 rokiem i był używany jako podkład w ścianach zewnętrznych, dachach i podłogach oraz do ochrony miejsca pracy podczas budowy. Papa została wynaleziona pod koniec XIX wieku i była używana do podobnych celów jak kalafonia i na dachy żwirowe . Papier smołowy w dużej mierze wyszedł z użycia i został wyparty przez papę asfaltową . Papier filcowy został w niektórych zastosowaniach wyparty przez syntetyczne podkłady, szczególnie w pokryciach dachowych przez syntetyczne podkłady i siding przez owijki domowe .
Istnieje szeroka gama membran przeciwwilgociowych i hydroizolacyjnych stosowanych do pokryć dachowych, hydroizolacji piwnic i geomembran .
Ceramika
Cegły z wypalanej gliny były używane od czasów Rzymian. Specjalne płytki są używane do pokryć dachowych, bocznicy, podłóg, sufitów, rur, wkładek kominowych i innych.
Żywe materiały budowlane
Stosunkowo nowa kategoria materiałów budowlanych, żywe materiały budowlane to materiały, które składają się z żywych organizmów lub są przez nie tworzone; lub materiałów, które zachowują się w sposób, który je przypomina. Potencjalne przypadki użycia obejmują materiały samonaprawiające się oraz materiały, które się replikują (reprodukują), a nie są produkowane.
Produkty budowlane
Na rynku termin „wyroby budowlane” często odnosi się do gotowych elementów lub profili wykonanych z różnych materiałów, które są montowane w okuciach architektonicznych i ozdobnych elementach okuć budynku. Lista produktów budowlanych nie obejmuje materiałów budowlanych używanych do budowy architektury budynku i osprzętu pomocniczego, takiego jak okna, drzwi, szafki, stolarki itp. Produkty budowlane raczej wspierają i sprawiają, że materiały budowlane działają w sposób modułowy .
„Produkty budowlane” mogą również odnosić się do elementów 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 najnowocześniejszych technologii, podejmowane są ciągłe badania mające na celu poprawę wydajności, produktywności i konkurencyjności na rynkach światowych.
Badania i rozwój materiałów mogą mieć charakter komercyjny, akademicki lub oba i mogą być prowadzone na dowolną skalę. Przykładem prototypowania materiałów budowlanych jest Forty Walls House o otwartym kodzie źródłowym w Australii, w którym szybko prototypuje się i testuje do 40 nowych zrównoważonych materiałów w budynku, który jest stale zamieszkiwany 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 wprowadzania nowych materiałów na rynek do kilku miesięcy, a nie lat.
Zrównoważony rozwój
W 2017 r. budynki i konstrukcje łącznie zużywały 36% energii końcowej produkowanej na całym świecie, będąc jednocześnie odpowiedzialnymi za 39% światowych emisji CO 2 związanych z energią . Udziały z samego budownictwa wyniosły odpowiednio 6% i 11%. Zużycie energii podczas produkcji materiałów budowlanych ma dominujący udział w ogólnym udziale przemysłu budowlanego, głównie ze względu na zużycie energii elektrycznej podczas produkcji. Energia zawarta w odpowiednich materiałach budowlanych w USA została przedstawiona w poniższej tabeli.
| Materiał | Wcielona energia | |
| Btu / funt | MJ / kg | |
| cegły | 1600 | 3.7 |
| cement | 3230 | 7,5 |
| glina | 15200 | 35,4 |
| Beton | 580 | 1.3 |
| miedź | 25770 | 59,9 |
| płaskie szkło | 10620 | 24,7 |
| gips | 10380 | 24.1 |
| sklejka liściasta i fornir | 15190 | 35,3 |
| Limonka | 1920 | 4.5 |
| izolacja z wełny mineralnej | 12600 | 29,3 |
| aluminium pierwotne | 80170 | 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
- ASTM międzynarodowy
- UL (organizacja bezpieczeństwa)
- ETL SEMKO — Building Product Testing Laboratory w USA, część Intertek z siedzibą w Londynie
- Rozporządzenie UE dotyczące wyrobów budowlanych
Zobacz też
- Svoboda, Luboš (2018). Stavební hmoty (Materiały budowlane), 1000 str.
Linki zewnętrzne
Media związane z materiałami budowlanymi w Wikimedia Commons
- Materiales de Construcción – Dwujęzyczny (hiszpański/angielski) Czasopismo naukowe wydawane przez Consejo Superior de Investigaciones Científicas , Hiszpania.
- Informes de la Construcción – czasopismo naukowe wydawane przez Consejo Superior de Investigaciones Científicas , Hiszpania.
| Biblioteki Narodowe | |
|---|---|
| Inny | |
- ^ "Pobierz = Souhlasim" . Ludzie.fsv.cvut.cz . Źródło 2018-10-03 .