Kako odabrati: Komparativna analiza karakteristika između tradicionalnih i modernih građevinskih materijala

Građevinski materijali su temeljne supstance konstrukcije koje određuju karakteristike, stil i efekte zgrade. Tradicionalni građevinski materijali uglavnom uključuju kamen, drvo, glinene cigle, vapno i gips, dok moderni građevinski materijali obuhvataju čelik, cement, beton, staklo i plastiku. Svaki od njih ima karakteristične karakteristike i igra značajnu ulogu u izgradnji.

kamen

Tradicionalni građevinski materijal

1. Kamen

Kamen je jedan od najranijih tradicionalnih građevinskih materijala korištenih u ljudskoj povijesti. Odlikuje ga obilne rezerve, široka rasprostranjenost, fina struktura, visoka tlačna čvrstoća, dobra vodootpornost, izdržljivost i odlična otpornost na habanje. Zapadna Evropa je nekada široko koristila kamen u arhitekturi, sa značajnim primerima uključujući veličanstvenu Versajsku palatu u Francuskoj i zgradu britanskog parlamenta. Uz to, egipatske piramide su izgrađene od precizno rezanih velikih kamenih blokova. Kamena arhitektura nosi auru veličine, svečanosti i plemenitosti. Međutim, zbog svoje velike gustine i težine, kamene konstrukcije imaju tendenciju da imaju deblje zidove, što smanjuje omjer površine poda zgrade. Ipak, može se koristiti kao simbol luksuza u visokoj arhitekturi, stvarajući jedinstvene umjetničke efekte.

2. Drvo

Drvo, kao tradicionalni građevinski materijal, ima karakteristike kao što su lagana težina, visoka čvrstoća, estetska privlačnost, dobra obradivost, obnovljivost, mogućnost recikliranja i ekološki prihvatljivost bez zagađenja. Stoga drvene konstrukcije pokazuju odličnu stabilnost i seizmičku otpornost. Međutim, drvo koje se koristi u građevinarstvu ima i nedostatke. Sklon je deformacijama, pucanju, rastu plijesni i napadima insekata. Osim toga, podložan je požaru, što može utjecati na njegovu kvalitetu i trajnost.

Drvo je zbog svojih vrhunskih mehaničkih svojstava bezvremenski građevinski materijal i od davnina se široko koristi u građevinarstvu. Određene građevine poput dijelova hrama Nanchan i hrama Foguang na planini Wutai u Kini služe kao tipični arhitektonski predstavnici. Ove strukture imaju blage, nepromjenjive nagibe, opsežne strehe, istaknute zagrade i svečan i jednostavan stil.
U modernim građevinskim projektima, elementi kao što su grede, stupovi, nosači, vrata, prozori, pa čak i betonski kalupi oslanjaju se na drvo. Kao građevinski materijal koji prozračuje, drvo pruža toplinu zimi i hladnoću ljeti, stvarajući tako najpogodnije životno okruženje za ljude.

Nančan-Hram-Kina

Hram Nančan, Kina

3. Glinene cigle

Glinene cigle su vrsta građevinskog materijala koji je napravio čovjek. Dugo vremena, obične glinene cigle bile su glavni zidni materijal za stambenu izgradnju u Kini. Glinene opeke odlikuju mala veličina, mala težina, lakoća gradnje, uredan i pravilan oblik, nosivost, izolacijske i održavanje, kao i fasadna dekoracija. Njihova primjena u građevinarstvu odigrala je značajnu ulogu u stvaranju stambenih prostora za ljude. Zabranjeni grad je tipičan arhitektonski prikaz koji koristi glinene cigle. Glinene cigle pravilnog oblika korištene za vanjsku fasadu doprinose impresivnom umjetničkom efektu Zabranjenog grada. Međutim, sirovina za glinene cigle je prirodna glina, a njihova proizvodnja uključuje žrtvovanje obradivog zemljišta. Postepeno su zamijenjeni drugim materijalima. Ipak, njihov položaj u ljudskoj arhitektonskoj istoriji nikada neće biti izbrisan.

4. Limeta

Kreč, kao tradicionalni građevinski materijal, poznat je po svojoj jakoj plastičnosti, sporom procesu stvrdnjavanja, niskoj čvrstoći nakon stvrdnjavanja i značajnom zapreminskom skupljanju tokom stvrdnjavanja. Njegova hiljada godina historije svjedoči o povjerenju čovječanstva i oslanjanju na ovaj materijal. Kreč ostaje važan građevinski materijal, koji se široko koristi u raznim građevinskim projektima i industrijama, kao što su unutrašnje žbukanje, miješanje vapnenog maltera i fuge, te priprema ćerpiča i opeke od blata.

Slično tome, gips, još jedan drevni tradicionalni građevinski materijal, može se pohvaliti obiljem sirovina, jednostavnim proizvodnim procesom, niskom potrošnjom energije u proizvodnji, snažnom apsorpcijom vlage, pristupačnošću i ekološkom prihvatljivošću. Posebno je pogodan za moderne arhitektonske unutrašnje pregrade, dekoracije i završne projekte. Osim toga, prvenstveno se koristi za izradu gipsane žbuke i proizvoda od gipsa.

novi građevinski materijal

Moderan građevinski materijal

5. Čelik

Čelik igra ključnu ulogu u modernoj arhitekturi kao građevinski materijal. Čelik posjeduje odlične kvalitete kao što su lagana, ali velika čvrstoća, dobra plastičnost i žilavost, sigurnost i pouzdanost, visok stepen industrijalizacije, brza brzina konstrukcije, laka demontaža, dobra zaptivna svojstva i visoka otpornost na toplinu. Ove premium karakteristike čine ga bitnim u modernoj arhitekturi, prvenstveno se koristi u čeličnim konstrukcijama velikog raspona poput aerodroma i stadiona, čeličnim konstrukcijama visokih zgrada uključujući hotele i poslovne zgrade, visokim strukturama poput televizijskih i komunikacijskih tornjeva, čeličnim konstrukcijama od pločastih školjki kao što je velika nafta rezervoari za skladištenje i rezervoari za gas, industrijske fabričke čelične konstrukcije, lagane čelične konstrukcije kao što su mala skladišta, čelične konstrukcije mostova i čelične konstrukcije za pokretne komponente kao što su liftovi i dizalice.

6. Cement

Cement, kao moderan građevinski materijal, nalazi široku primjenu u industrijskoj, poljoprivrednoj, vodoprivredi, transportu, urbanom razvoju, lučkoj i odbrambenoj izgradnji. U moderno doba postao je nezamjenjiv građevinski materijal za svaki građevinski projekt. Cement je neorganski praškasti materijal koji, kada se pomiješa s vodom, formira tečnu i fleksibilnu pastu. Vremenom, ova cementna pasta podleže fizičkim i hemijskim promenama, pretvarajući se iz savitljive paste u stvrdnutu čvrstu supstancu sa određenim nivoom čvrstoće. Također može povezati čvrste mase ili granulirane materijale kako bi stvorio jedinstvenu strukturu. Cement ne samo da stvrdnjava i dobija snagu kada je izložen vazduhu, već se može i stvrdnuti u vodi, održavajući, pa čak i poboljšavajući svoju čvrstoću. Cement se široko koristi u građevinskim projektima, sa širokim spektrom primjena u niskogradnji, naftnoj i plinskoj infrastrukturi, izgradnji brana, zidanju, izgradnji puteva i još mnogo toga.

7. Beton

Beton, kao moderan građevinski materijal, igra veoma značajnu ulogu u savremenim građevinskim projektima. Beton je građevinski materijal nastao miješanjem vezivnih sredstava kao što su glina, vapno, gips, vulkanski pepeo ili prirodni asfalt sa agregatima poput pijeska, šljake i drobljenog kamena. Može se pohvaliti odličnim svojstvima, uključujući snažnu koheziju, izdržljivost i vodootpornost. Međutim, beton se smatra krhkim materijalom visoke tlačne čvrstoće, ali vrlo niske vlačne čvrstoće, što ga čini sklonim pucanju.

Sa uvođenjem cementa i čelika, otkriveno je da kombinacija ovih materijala daje bolju čvrstoću vezivanja i omogućava im da nadopunjuju međusobne slabosti dok iskorištavaju svoje snage. Ugrađivanjem čelične armature u beton, ne samo da štiti čelik od izlaganja atmosferi, sprečavajući koroziju, već i povećava vlačnu čvrstoću strukturne komponente. To je dovelo do razvoja armiranog betona, širenja spektra primjene betona u građevinarstvu.

U odnosu na tradicionalne konstrukcije od cigle i kamena, drvene i čelične konstrukcije, betonske konstrukcije su doživjele brzi razvoj i postale su primarni građevinski materijal u građevinarstvu. Štaviše, beton visokih performansi i inovativni tipovi betona nastavljaju da napreduju i evoluiraju u oblasti građevinarstva.

U modernom stilu

8. Staklo

Nadalje, staklo i plastika, kao moderni inovativni građevinski materijali, kontinuirano se koriste u savremenim građevinskim projektima. Staklo može ispuniti zahtjeve za dnevnom rasvjetom, dekoracijom i dizajnom fasada, usklađujući se sa zahtjevima energetske efikasnosti moderne arhitekture. Staklo nalazi primenu u gotovo svim aspektima građevinarstva zahvaljujući svojim različitim vrstama, kao što su kaljeno staklo, polukaljeno staklo, izolovano staklo, laminirano staklo, zatamnjeno staklo, premazano staklo, staklo sa uzorkom, vatrootporno staklo, vakuum staklo i još mnogo toga .

Shanghai-Poly-Grand-Theatre

Shanghai-Poly-Grand-Theatre

9. Plastika

Plastika je nova klasa građevinskog materijala koji se, zbog svojih odličnih performansi, širokog spektra primjene i obećavajućih perspektiva, smatra četvrtom velikom kategorijom građevinskih materijala nakon čelika, cementa i drveta u modernoj gradnji. Plastika ima širok opseg primjene, od krovova do površina tla, od vanjskih javnih objekata do materijala za unutarnju dekoraciju. Trenutno, najčešća primjena plastike u građevinarstvu je za vodovodne i drenažne cijevi, cijevi za prijenos plina, te PVC vrata i prozore, a zatim slijede električne žice i kablovi.

Jedna od značajnih prednosti plastike je njihov značajan potencijal uštede energije, pri čemu proizvodnja i upotreba plastičnih proizvoda imaju značajno manju potrošnju energije u odnosu na druge građevinske materijale. Kao rezultat toga, plastika se danas široko koristi u raznim projektima izgradnje krovova, zidova i podova. Područje arhitektonske plastike kontinuirano se razvija prema većoj funkcionalnosti, poboljšanim performansama, svestranosti i isplativosti.

10. Silikonski zaptivač

Silikonski zaptivač je pastozna supstanca nastala mešanjem polidimetilsiloksana kao glavne sirovine sa agensima za umrežavanje, punilima, plastifikatorima, agensima za spajanje i katalizatorima u uslovima vakuuma. Na sobnoj temperaturi stvrdnjava i formira elastičnu silikonsku gumu reakcijom s vlagom u zraku. Koristi se za lijepljenje i zaptivanje raznih vrsta stakla i drugih podloga. Trenutno, Eolya nudi multifunkcionalne zaptivače, uključujući zaptivače za staklo, zaptivače otporne na vremenske uslove, zaptivače otporne na vatru, zaptivače za kamen, zaptivače za metalne spojeve, zaptivače otporne na plesni, dekorativne zaptivače za fuge i zaptivače za izolovano staklo, između ostalog, dostupne u više vrsta i specifikacije.

olivia-silikon-zaptivač

11. Poliuretanska pjena (PU pjena)

Kao nova vrsta građevinskog materijala, poliuretanska pjena je dobila široku pažnju posljednjih godina. Sintetizira se iz monomera kao što su izocijanati i polioli reakcijom polimerizacije, pri čemu nastali plin ugljični dioksid služi kao sredstvo za pjenjenje. Ova reakcija proizvodi čvrsto strukturiranu mikroćelijsku pjenu. Poliuretanska pjena se prvenstveno kategorizira na krutu poliuretansku pjenu, fleksibilnu poliuretansku pjenu i polukrutu poliuretansku pjenu. Za razliku od zatvorene ćelijske strukture krute poliuretanske pjene, fleksibilna poliuretanska pjena ima strukturu otvorenih ćelija, koju karakterizira njena lagana težina, prozračnost i dobra otpornost. Polukruta poliuretanska pjena je tip pjene s otvorenim ćelijama tvrdoće između meke i krute pjene i ima veće vrijednosti tlačnog opterećenja. Kruta poliuretanska pjena, novi sintetički materijal sa izolacijskim i hidroizolacijskim funkcijama, ima nisku toplinsku provodljivost i malu gustoću, pa se često koristi kao izolacijski i toplinski barijerski materijal u građevinarstvu.

U poređenju sa tradicionalnim građevinskim materijalima, poliuretanska pjena ima izvanredne prednosti u različitim aspektima, uključujući odlične izolacijske performanse, jaku otpornost na vatru, visoku vodootpornost i stabilna mehanička svojstva. Može se nanositi na licu mjesta putem livenja ili prskanja kako bi se formirao kontinuirani izolacijski sloj, a pronašao je široku primjenu u eksterijerima zgrada, krovovima, podovima, vratima, prozorima i mrežama cjevovoda za grijanje.

pu-foam2023-06-03-155404

U poređenju sa tradicionalnim i modernim građevinskim materijalima, zbog napretka u tehnologiji i rastućih arhitektonskih zahteva, savremeni građevinski materijali nude više prednosti od tradicionalnih. Kao rezultat toga, zauzeli su dominantnu poziciju u savremenoj arhitekturi, dok se tradicionalni građevinski materijali primjenjuju u dopunskoj ulozi. Moderni građevinski materijali kao što su čelik, cement, beton, staklo i kompoziti razbili su ograničenja oblika i veličine koja nameću tradicionalni materijali kao što su kamen, drvo, glinene cigle i krečni gips. Olakšali su razvoj visokogradnih objekata dubokog raspona i zadovoljili zahtjeve urbane izgradnje, usklađujući se sa trendovima zaštite životne sredine i očuvanja energije u savremenom društvu.

Reference

[1] 矫立超,戎贤,孔祥飞,等. 聚氨酯泡沫在节能建筑中的应用 [J]. 工程塑料应用, 2019, 47(3):140–144.
Jiao Lichao, Rong Xian, Kong Xiangfei, et al. Primjena poliuretanske pjene u zgradama koje štede energiju[J]. Primena inženjerske plastike, 2019, 47(3):140–144.
[2] 庞达诚, 蒋金博. 低模量硅酮耐候密封胶应用优势[J]. 中国建筑金属结构, 1671-3362 (2021) 07-0096-03
[3] Ariana Zilliacus. (2016). 16 materijala koje svaki arhitekta treba da zna (i gde o njima naučiti). https://www.archdaily.com/801545/16-materials-every-architect-needs-to-know-and-where-to-learn-about-them
[4] Gopal Mishra. Trake građevinskih materijala - svojstva i upotreba u građevinarstvu. https://theconstructor.org/building/types-of-building-materials-construction/699/#


Vrijeme objave: 31.08.2023