建筑材料与人居环境的发展历史与未来.ppt

建筑材料与人居环境 发展历史与未来 14材料王永强 一 建筑材料的进步与人居环境的变化 在人类历史的进程中 社会的发展往往伴随着材料的进步 历史上许多时期或时代就是用材料命名的 可以说材料是人类文明进步的里程碑 一 建筑材料的进步与人居环境的变化 从原始社会至今日 人类利用材料的方式大概有两种 第一种是以物质为基础第二种是以需求为导向 1 古代天然材料的利用与居住环境 原始人群的 穴居巢处 2 石材的利用与居住环境 3 烧土制品与居住环境的改善 土坯在古埃及和美索不达米亚的遗迹中许多建筑就使用了这种日晒土坯 制作简单成本低廉 保温性好 在漫长的历史过程中一直为人类应用 3 烧土制品与居住环境的改善 粘土砖 瓦日晒土坯组织粗糙 强度低吸水后软化 为克服这些缺点 将土坯在高温下焙烧 成为坚实耐火的粘土砖 瓦 由此建筑材料进入 秦砖汉瓦 的时代 3 烧土制品与居住环境的改善 烧制石灰石灰是最早的人工胶凝材料 在西周的陕西凤雏遗址中 发现了土坯墙上采用了三合土 石灰 黄砂 粘土混合 抹面 说明我国在3000年前已能烧制石灰 3 烧土制品与居住环境的改善 玻璃玻璃的主要成分是硅酸盐 它是将高温下的熔融提快速冷却 固化形成的非晶体析出物 玻璃的最大特点是具有透明性 强度高 坚硬 抗压强度大约在600 1200Mpa是石材的是10 20倍 玻璃的致命弱点是抗冲击性差 最早作为装饰品使用用于教堂建筑内墙壁画 由于建筑门窗的采光玻璃 最早是1640年首先在俄国生产的 4 近代建筑材料与建设水平的提高 到十八世纪为止虽然人类经过了漫长的发展过程 但建筑材料无论在质上还是量上 都没有出现很大的飞跃 1760年开始的欧洲工业革命 改变了这一切 19世纪后工业生产的建筑材料取得了长足的进步 令人瞩目 而这种巨变的集中标志就是钢材 水泥 混凝土的发明与应用 4 近代建筑材料与建设水平的提高 钢铁登上了建筑材料的舞台铁路建设推动了钢材的开发和应用 人们在经历了惨痛的教训后 抛弃了铸铁 开发了钢材 1890年forth湾大桥的建设人类首次使用钢材这种材料 从此钢材作为主要的结构材料登上建筑历史的舞台 4 近代建筑材料与建设水平的提高 水泥的出现是近代建筑材料历史上新的里程碑1824年英国人JosephAspding将石灰石与粘土混合制成浆体然后在石灰窑中高温煅烧制成固体材料 粉碎之后制成水泥 命名为波特兰水泥 主要矿物成分是硅酸盐类 我国称之为硅酸盐水泥 1889年我国在河北唐山建立了第一家水泥企业 启新洋灰公司 正式开始生产水泥 4 近代建筑材料与建设水平的提高 钢筋混凝土成为结构材料的主角由于钢材在使用过程中容易生锈 混凝土是脆性材料很容易开裂 在实践中人们发现两者结合起来具有很好的粘结性 可以互相弥补缺点 发挥所长 1855年钢筋混凝土制品问世 钢筋混凝土发展中的两大技术革命 一次是预应力钢筋混凝土的出现 一次是混凝土减水剂的发明 5 现代建筑材料与多姿多彩的建筑 钢材 混凝土材料建造了大型结构物近年来50 60Mpa的混凝土已经在工程中广泛使用 混凝土的品种也由最简单的普通混凝土发展为多样化 许多依赖钢材 混凝土材料建造的各类现代大型建筑拔地而起 为体现天津工业大学的学科特色 两馆 利用编织的原理 构造建筑的主要外观表皮 通过外伸的桁架结构支撑主脉络龙骨 再由次脉络的疏密变化营造编织效果 5 现代建筑材料与多姿多彩的建筑 2 4 2各种新型建筑材料使建筑物形式更加丰富 以塑料和合成树脂为代表的高分子有机材料是二十世纪具有代表性的新型材料 品种繁多的有机建筑材料作为装饰材料 防水材料 保温隔热材料 管线材料在建筑物中发挥作用 铝合金 不锈钢等新型金属材料是现代建筑理想的门窗及住宅设备材料 在建筑物开口部以及厨房 卫浴设备上的应用极大的改善了建筑物的密封性 美观性 清洁性 提高了居住质量 5 现代建筑材料与多姿多彩的建筑 20世纪建筑材料的另一个明显进步是各种复合材料的出现和使用例如 钢纤维混凝土提高了混凝土的抗拉强度和冲击韧性 采用聚合物混凝土 树脂混凝土制造的地面材料具有比天然石才韧性好 颜色美观等优点 采用小木屑 木块 刨花等木质材料为基材使用胶凝材料 胶粘剂或夹层材料加工而成的各种人造板材 模仿天然木材的纹理和走向 可以达到以假乱真的程度 5 现代建筑材料与多姿多彩的建筑 石膏板 矿棉吸声板等各种无机板材可替代木材作为内墙隔斑 吊顶材料 使材料的保温 隔音功能更完善 各种空心砖 加气混凝土砌块 复合墙板替代粘土砖 可节约土地资源和能源 各种陶瓷制品用于地面 墙面 卫生洁具 耐酸碱盐 又容易清洁 且美观 舒适 各种防水卷材 涂料 壁纸等改善了建筑物的防水性和美观 二 未来的建筑材料与可持续发展 1 轻质高强型材料随着城市化进程加快 人口密度日趋加大 城市功能日趋集中和强化 市政 交通设施的水平越来越高 加之人们更加追求精神上 情趣上的享受 高层 大型 大跨度建筑成为主流客观上要求建筑材料轻质高强 未来的建筑材料与可持续发展 2 高耐久性材料现代社会基础设施的建设日趋大型化 综合化 例如大型水利设施 海底隧道 人工岛等投资巨大 建设周期长 维修困难 有些建筑物使用环境侵蚀性介质多 加之 目前大量工业与民用建筑由于耐久性产生的破坏日益增多 使用寿命短 给环境 资源 能源带来很大压力 开发应用高耐久性材料势在必行 未来的建筑材料与可持续发展 3 新型墙体材料为保护土地资源 国家限制 部分地区禁止使用粘土砖 新型保温 隔热 隔音 轻质墙体材料在不久的将来将占据建筑市场的主体 未来的建筑材料与可持续发展 4 装饰 装修材料随着社会水平的提高 人们越来越追求舒适 美观 清洁的居住环境 各类装饰 装修材料的需求量日益增大 未来的建筑材料与可持续发展 5 环保型建材即考虑了地球资源与环境的因素 在材料的生产与使用过程中 尽量节省资源和能源 对环境保护和生态平衡具有一定的积极作用 也就是说对环境具有友好性并能为人类创造舒适 健康 便捷环境的建筑材料 未来的建筑材料与可持续发展 6 路面材料1987年我国开始修建第一条沈大高速公路 到1999年10月 我国的高速公路里程突破1万公里 而路面材料的性能直接影响道路的通畅性 快捷性 安全性 舒适性 许多建成的道路由于路面材