مصالح ساختمانی مواد اساسی ساخت و ساز هستند که ویژگی‌ها، سبک و جلوه‌های یک ساختمان را تعیین می‌کنند. مصالح ساختمانی سنتی عمدتاً شامل سنگ، چوب، آجرهای رسی، آهک و گچ هستند، در حالی که مصالح ساختمانی مدرن شامل فولاد، سیمان، بتن، شیشه و پلاستیک می‌شوند. هر یک از آنها دارای ویژگی‌های متمایزی هستند و نقش مهمی در ساخت و ساز ایفا می‌کنند.
مصالح ساختمانی سنتی
۱. سنگ
سنگ یکی از قدیمی‌ترین مصالح ساختمانی سنتی مورد استفاده در تاریخ بشر است. این سنگ دارای ذخایر فراوان، پراکندگی گسترده، ساختار ظریف، مقاومت فشاری بالا، مقاومت خوب در برابر آب، دوام و مقاومت عالی در برابر سایش است. اروپای غربی زمانی به طور گسترده از سنگ در معماری استفاده می‌کرد، از جمله نمونه‌های قابل توجه آن می‌توان به کاخ باشکوه ورسای در فرانسه و ساختمان پارلمان بریتانیا اشاره کرد. علاوه بر این، اهرام مصر با استفاده از بلوک‌های سنگی بزرگ و دقیقاً تراشیده ساخته شده‌اند. معماری سنگی هاله‌ای از شکوه، وقار و اشرافیت را به همراه دارد. با این حال، به دلیل چگالی و وزن بالا، سازه‌های سنگی تمایل به داشتن دیوارهای ضخیم‌تر دارند که نسبت مساحت کف ساختمان را کاهش می‌دهد. با این وجود، می‌توان از آن به عنوان نمادی از تجمل در معماری مجلل استفاده کرد و جلوه‌های هنری منحصر به فردی ایجاد کرد.
۲. چوب
چوب، به عنوان یک مصالح ساختمانی سنتی، دارای ویژگی‌هایی مانند سبکی، استحکام بالا، جذابیت زیبایی‌شناختی، کارایی خوب، تجدیدپذیری، قابلیت بازیافت و سازگاری با محیط زیست بدون آلودگی است. بنابراین، ساختمان‌های چوبی از پایداری و مقاومت لرزه‌ای بسیار خوبی برخوردارند. با این حال، چوب مورد استفاده در ساخت و ساز دارای معایبی نیز هست. مستعد تغییر شکل، ترک خوردگی، رشد کپک و هجوم حشرات است. علاوه بر این، مستعد آتش‌سوزی است که می‌تواند بر کیفیت و دوام آن تأثیر بگذارد.
چوب به دلیل خواص مکانیکی برتر خود، یک مصالح ساختمانی جاودانه بوده و از زمان‌های قدیم به طور گسترده در فعالیت‌های ساختمانی مورد استفاده قرار گرفته است. برخی از ساختمان‌ها مانند بخش‌هایی از معبد نانچان و معبد فوگوانگ در کوه ووتای در چین، به عنوان نمایندگان معماری معمول عمل می‌کنند. این سازه‌ها دارای شیب‌های ملایم و یکنواخت، لبه بام‌های گسترده، براکت‌های برجسته و سبکی ساده و باوقار هستند.
در پروژه های مدرن مهندسی عمران، عناصری مانند تیرها، ستون ها، تکیه گاه ها، درها، پنجره ها و حتی قالب های بتنی به چوب متکی هستند. چوب به عنوان یک مصالح ساختمانی قابل تنفس، در زمستان گرما و در تابستان خنکی ایجاد می کند و بدین ترتیب مناسب ترین محیط زندگی را برای انسان ایجاد می کند.
معبد نانچان، چین
۳. آجرهای سفالی
آجرهای رسی نوعی مصالح ساختمانی ساخته دست بشر هستند. برای مدت طولانی، آجرهای رسی معمولی، مصالح اصلی دیوار برای ساخت مسکن در چین بوده‌اند. آجرهای رسی با اندازه کوچک، وزن سبک، سهولت ساخت، شکل منظم و مرتب، ظرفیت تحمل بار، عایق‌بندی و قابلیت نگهداری و همچنین تزئینات نما مشخص می‌شوند. استفاده از آنها در ساخت و ساز نقش مهمی در ایجاد فضاهای مسکونی برای مردم داشته است. شهر ممنوعه نمونه‌ای از معماری است که از آجرهای رسی استفاده می‌کند. آجرهای رسی با شکل منظم که برای نمای بیرونی استفاده می‌شوند، به جلوه هنری چشمگیر شهر ممنوعه کمک می‌کنند. با این حال، ماده اولیه آجرهای رسی، خاک رس طبیعی است و تولید آنها مستلزم صرف زمین‌های زراعی است. به تدریج، آنها با مواد دیگری جایگزین شده‌اند. با این وجود، جایگاه آنها در تاریخ معماری بشر هرگز پاک نخواهد شد.
۴. لیموترش
آهک، به عنوان یک مصالح ساختمانی سنتی، به دلیل خاصیت پلاستیسیته قوی، فرآیند سخت شدن آهسته، مقاومت کم پس از سخت شدن و انقباض حجمی قابل توجه در حین سخت شدن شناخته شده است. هزاران سال تاریخ آن، گواه اعتماد و اتکای بشریت به این ماده است. آهک همچنان یک مصالح ساختمانی مهم است که به طور گسترده در پروژه‌ها و صنایع مختلف ساختمانی مانند گچ کاری داخلی، مخلوط کردن ملات و دوغاب آهک و تهیه خشت و آجرهای گلی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
به همین ترتیب، گچ، یکی دیگر از مصالح ساختمانی سنتی باستانی، دارای مواد اولیه فراوان، فرآیند تولید ساده، مصرف انرژی کم در تولید، جذب رطوبت قوی، قیمت مناسب و سازگاری با محیط زیست است. این ماده به ویژه برای پارتیشن‌های داخلی معماری مدرن، تزئینات و پروژه‌های تکمیلی مناسب است. علاوه بر این، در درجه اول برای ساخت گچ گچی و محصولات گچی استفاده می‌شود.
مصالح ساختمانی مدرن
۵. فولاد
فولاد به عنوان یک مصالح ساختمانی نقش بسیار مهمی در معماری مدرن ایفا می‌کند. فولاد دارای ویژگی‌های عالی مانند سبکی اما استحکام بالا، انعطاف‌پذیری و چقرمگی خوب، ایمنی و قابلیت اطمینان، سطح صنعتی شدن بالا، سرعت ساخت سریع، جداسازی آسان، خواص آب‌بندی خوب و مقاومت بالا در برابر حرارت است. این ویژگی‌های ممتاز، آن را در معماری مدرن ضروری می‌کند و عمدتاً در سازه‌های فولادی با دهانه بزرگ مانند فرودگاه‌ها و استادیوم‌ها، سازه‌های فولادی ساختمان‌های بلند از جمله هتل‌ها و ساختمان‌های اداری، سازه‌های بلند مانند برج‌های تلویزیونی و مخابراتی، سازه‌های فولادی پوسته صفحه‌ای مانند مخازن بزرگ ذخیره نفت و مخازن گاز، سازه‌های فولادی کارخانه‌های صنعتی، سازه‌های فولادی سبک مانند انبارهای کوچک، سازه‌های فولادی پل و سازه‌های فولادی برای اجزای متحرک مانند آسانسور و جرثقیل استفاده می‌شود.
۶. سیمان
سیمان، به عنوان یک مصالح ساختمانی مدرن، کاربردهای گسترده‌ای در صنایع، کشاورزی، منابع آب، حمل و نقل، توسعه شهری، بندر و ساخت و سازهای دفاعی دارد. در دوران مدرن، به یک ماده ساختمانی ضروری برای هر پروژه ساختمانی تبدیل شده است. سیمان یک ماده پودری معدنی است که وقتی با آب مخلوط می‌شود، خمیری سیال و شکل‌پذیر تشکیل می‌دهد. با گذشت زمان، این خمیر سیمان دستخوش تغییرات فیزیکی و شیمیایی می‌شود و از یک خمیر شکل‌پذیر به یک جامد سخت شده با سطح مشخصی از استحکام تبدیل می‌شود. همچنین می‌تواند توده‌های جامد یا مواد دانه‌ای را به هم بچسباند تا یک ساختار یکپارچه ایجاد کند. سیمان نه تنها در معرض هوا سخت می‌شود و استحکام پیدا می‌کند، بلکه می‌تواند در آب نیز سخت شود و استحکام خود را حفظ و حتی بهبود بخشد. سیمان به طور گسترده در پروژه‌های ساختمانی با طیف وسیعی از کاربردها در مهندسی عمران، زیرساخت‌های نفت و گاز، سدسازی، ساخت و ساز بنایی، جاده‌سازی و موارد دیگر مورد استفاده قرار می‌گیرد.
۷. بتن
بتن، به عنوان یک مصالح ساختمانی مدرن، نقش بسیار مهمی در پروژه‌های ساختمانی معاصر ایفا می‌کند. بتن یک مصالح ساختمانی است که با مخلوط کردن عوامل چسبنده مانند خاک رس، آهک، گچ، خاکستر آتشفشانی یا آسفالت طبیعی با سنگدانه‌هایی مانند شن، سرباره و سنگ خرد شده تشکیل می‌شود. این ماده دارای خواص عالی از جمله چسبندگی قوی، دوام و مقاومت در برابر آب است. با این حال، بتن یک ماده شکننده با مقاومت فشاری بالا اما مقاومت کششی بسیار پایین در نظر گرفته می‌شود که آن را مستعد ترک خوردگی می‌کند.
با معرفی سیمان و فولاد، کشف شد که ترکیب این مواد، استحکام پیوند بهتری را فراهم می‌کند و به آنها اجازه می‌دهد تا نقاط ضعف یکدیگر را تکمیل کنند و در عین حال از نقاط قوت آنها بهره ببرند. با ترکیب آرماتور فولادی در بتن، نه تنها فولاد از قرار گرفتن در معرض جو محافظت می‌شود و از خوردگی جلوگیری می‌شود، بلکه مقاومت کششی اجزای سازهای نیز افزایش می‌یابد. این امر منجر به توسعه بتن مسلح شد و طیف کاربردهای بتن در ساخت و ساز را گسترش داد.
در مقایسه با سازه‌های سنتی آجری و سنگی، سازه‌های چوبی و سازه‌های فولادی، سازه‌های بتنی توسعه سریعی را تجربه کرده‌اند و به مصالح سازهای اصلی در مهندسی عمران تبدیل شده‌اند. علاوه بر این، بتن با عملکرد بالا و انواع بتن نوآورانه همچنان در زمینه ساخت و ساز در حال پیشرفت و تکامل هستند.
۸. شیشه
علاوه بر این، شیشه و پلاستیک، به عنوان مصالح ساختمانی مدرن و نوآورانه، به طور مداوم در پروژه‌های ساختمانی معاصر به کار گرفته می‌شوند. شیشه می‌تواند الزامات مربوط به نور روز، دکوراسیون و طراحی نما را برآورده کند و با نیازهای بهره‌وری انرژی معماری مدرن همسو باشد. شیشه به دلیل انواع مختلف خود، مانند شیشه سکوریت، شیشه نیمه سکوریت، شیشه عایق، شیشه لمینت، شیشه رنگی، شیشه روکش‌دار، شیشه طرح‌دار، شیشه مقاوم در برابر آتش، شیشه وکیوم و موارد دیگر، تقریباً در تمام جنبه‌های ساخت و ساز کاربرد دارد.
تئاتر بزرگ پلی-گراند شانگهای
۹. پلاستیک
پلاستیک یک طبقه نوظهور از مصالح ساختمانی است که به دلیل عملکرد عالی، طیف گسترده کاربردها و چشم‌اندازهای امیدوارکننده، پس از فولاد، سیمان و چوب، چهارمین دسته اصلی مصالح ساختمانی در ساخت و سازهای مدرن محسوب می‌شود. پلاستیک طیف وسیعی از کاربردها را از پشت بام‌ها تا سطوح زمین و از تأسیسات عمومی فضای باز تا مصالح دکوراسیون داخلی دارد. در حال حاضر، رایج‌ترین کاربردهای پلاستیک در ساخت و ساز، لوله‌های آب و زهکشی، لوله‌های انتقال گاز و در و پنجره‌های PVC و پس از آن سیم و کابل برق است.
یکی از مزایای قابل توجه پلاستیک‌ها، پتانسیل قابل توجه آنها در صرفه‌جویی در مصرف انرژی است، به طوری که تولید و استفاده از محصولات پلاستیکی در مقایسه با سایر مصالح ساختمانی، مصرف انرژی بسیار کمتری دارد. در نتیجه، اکنون پلاستیک‌ها به طور گسترده در پروژه‌های مختلف ساختمانی سقف، دیوار و کفپوش مورد استفاده قرار می‌گیرند. حوزه پلاستیک‌های معماری به طور مداوم به سمت عملکرد بالاتر، عملکرد بهبود یافته، تطبیق‌پذیری و مقرون به صرفه بودن در حال تکامل است.
۱۰. درزگیر سیلیکونی
درزگیر سیلیکونی ماده‌ای خمیری شکل است که با مخلوط کردن پلی‌دی‌متیل‌سیلوکسان به عنوان ماده اولیه اصلی با عوامل اتصال عرضی، پرکننده‌ها، نرم‌کننده‌ها، عوامل اتصال‌دهنده و کاتالیزورها در شرایط خلاء تشکیل می‌شود. در دمای اتاق، از طریق واکنش با رطوبت هوا، لاستیک سیلیکونی الاستیک را تشکیل می‌دهد و خشک می‌شود. این ماده برای اتصال و درزگیری انواع مختلف شیشه و سایر زیرلایه‌ها استفاده می‌شود. در حال حاضر، ایولیا درزگیرهای چند منظوره، از جمله درزگیر شیشه، درزگیر مقاوم در برابر آب و هوا، درزگیر مقاوم در برابر آتش، درزگیر سنگ، درزگیر اتصالات فلزی، درزگیر مقاوم در برابر کپک، درزگیر اتصالات تزئینی و درزگیر شیشه عایق، و موارد دیگر را در انواع و مشخصات مختلف ارائه می‌دهد.
۱۱. فوم پلی اورتان (فوم PU)
فوم پلی اورتان به عنوان نوع جدیدی از مصالح ساختمانی، در سال‌های اخیر توجه گسترده‌ای را به خود جلب کرده است. این فوم از مونومرهایی مانند ایزوسیانات‌ها و پلیول‌ها از طریق واکنش پلیمریزاسیون سنتز می‌شود و گاز دی اکسید کربن تولید شده به عنوان عامل کف کننده عمل می‌کند. این واکنش، فوم میکروسلولی با ساختار محکم تولید می‌کند. فوم پلی اورتان در درجه اول به فوم پلی اورتان سفت، فوم پلی اورتان انعطاف‌پذیر و فوم پلی اورتان نیمه سفت طبقه‌بندی می‌شود. برخلاف ساختار سلول بسته فوم پلی اورتان سفت، فوم پلی اورتان انعطاف‌پذیر دارای ساختار سلول باز است که با سبکی، قابلیت تنفس و انعطاف‌پذیری خوب مشخص می‌شود. فوم پلی اورتان نیمه سفت نوعی فوم سلول باز با سختی بین فوم نرم و سفت است و مقادیر بار فشاری بالاتری دارد. فوم پلی اورتان سفت، یک ماده مصنوعی جدید با عملکردهای عایق و ضد آب، دارای رسانایی حرارتی کم و چگالی کم است، بنابراین اغلب به عنوان عایق و ماده مانع حرارتی در ساخت و ساز استفاده می‌شود.
در مقایسه با مصالح ساختمانی سنتی، فوم پلی اورتان از جنبه‌های مختلف از جمله عملکرد عالی عایق، مقاومت قوی در برابر آتش، مقاومت بالا در برابر آب و خواص مکانیکی پایدار، مزایای برجسته‌ای دارد. می‌توان آن را در محل از طریق ریخته‌گری یا اسپری برای تشکیل یک لایه عایق پیوسته اعمال کرد و کاربردهای گسترده‌ای در نمای بیرونی ساختمان، سقف‌ها، کف‌ها، درها، پنجره‌ها و شبکه‌های لوله‌کشی گرمایشی پیدا کرده است.
در مقایسه با مصالح ساختمانی سنتی و مدرن، به دلیل پیشرفت در فناوری و تکامل نیازهای معماری، مصالح ساختمانی مدرن مزایای بیشتری نسبت به مصالح سنتی ارائه می‌دهند. در نتیجه، آنها در معماری معاصر جایگاه غالب را به خود اختصاص داده‌اند، در حالی که مصالح ساختمانی سنتی در نقش مکمل به کار می‌روند. مصالح ساختمانی مدرن مانند فولاد، سیمان، بتن، شیشه و کامپوزیت‌ها محدودیت‌های شکل و اندازه اعمال شده توسط مصالح سنتی مانند سنگ، چوب، آجرهای رسی و گچ آهک را شکسته اند. آنها توسعه سازه‌های بلند مرتبه و با دهانه‌های عمیق را تسهیل کرده و نیازهای ساخت و ساز شهری را برآورده کرده‌اند و با روندهای حفاظت از محیط زیست و صرفه‌جویی در مصرف انرژی در جامعه مدرن همسو شده‌اند.
زمان ارسال: 31 آگوست 2023
