建筑材料的發(fā)展歷史與趨勢.doc

建筑材料的發(fā)展歷史及趨勢課程論文 學(xué) 校：* 姓 名： 大專學(xué)號：二一四年六月二十四日目錄：1. 摘要. 32. 建筑材料概述. 4四. 建筑材料的發(fā)展歷史. 5 1.建筑材料的三個發(fā)展階段. .5 1.1 天然材料發(fā)展原始雛期.5 1.2 人工材料成形期.7 1.3 人工合成材料繁榮期.92.磚、木建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)良性能.133. 現(xiàn)代建筑材料.12 3.1建筑材料的分類.12 3.2建筑材料在建筑工程中的地位和作用.13 五. 建筑材料的發(fā)展趨勢.14 本篇論文，著重解說了建筑材料從石器時代到現(xiàn)代社會的建筑材料發(fā)展歷史，以及，建筑材料對建筑結(jié)構(gòu)發(fā)展的正面推動作用，綠色、可再生、環(huán)保、節(jié)能建筑材料的發(fā)展是現(xiàn)今時代對建筑材料發(fā)展的需求和趨勢。中國建筑材料概述建筑材料是指構(gòu)成建筑物本體的各種材料。建筑材料是建筑工程的物質(zhì)基礎(chǔ)。建筑材料的發(fā)展與創(chuàng)新與建筑技術(shù)的進步有著不分割的聯(lián)系，許多建筑工程技術(shù)問題的解決往往是新建筑材料產(chǎn)生的結(jié)果，而新的建筑材料又促進了建筑設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工技術(shù)的發(fā)展，也使建筑物各種性能得到進一步的改善。因而建筑材料的發(fā)展創(chuàng)新對經(jīng)濟建設(shè)起著重要的作用。古代建筑材料：我國古代建筑一土木建筑為主，經(jīng)過石器時代、奴隸社會時代雛形期、秦漢時期成形期、成熟封建社會時代融合、繁榮，三大建筑文明發(fā)展時期的發(fā)展，到唐代時已形成了集合燒土材料（磚、瓦）、天然材料（木材料）為主，以金屬材料、砂石材料、膠凝材料為輔的建筑建造材料使用體系，并一直沿用至近代大規(guī)模建筑建造工程。直到新中國建立，城市規(guī)模日益擴大，磚混結(jié)構(gòu)開始在在中國廣泛應(yīng)用。現(xiàn)代建筑材料：磚混結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，進一步推動了現(xiàn)代建筑材料的發(fā)展，水泥、混凝土、鋼筋開始在民用建筑中大規(guī)模應(yīng)用，煉鋼業(yè)開始興起，鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)也應(yīng)運而生。近年來隨著社會生產(chǎn)力的發(fā)展，我國的建筑材料品種齊全、質(zhì)量穩(wěn)定、產(chǎn)量充足、各種新型材料品出的繁榮局面。 建筑材料的發(fā)展歷史1.建筑材料的三個發(fā)展階段 1.1 天然材料發(fā)展原始雛期早在五十萬年前的舊石器時代，中國原始人就已經(jīng)知道利用天然的洞穴作為棲身之所，北京、遼寧、貴州、廣東、湖北、浙江等地均發(fā)現(xiàn)有原始人居住過的崖洞，但這是受生產(chǎn)資料的匱乏和生活條件限制人們并不對原始洞穴進行改造，天然洞穴就是唯一的建筑材料。到了新石器時代，黃河中游的氏族部落，利用黃土層為墻壁，用木構(gòu)架、草泥建造半穴居住所，進而發(fā)展為地面上的建筑，并形成聚落。長江流域，因潮濕多雨，常有水患獸害，因而發(fā)展為桿欄式建筑。對此，古代文獻中也多有構(gòu)木為巢，以避群害、上者為巢，下者營窟的記載。據(jù)考古發(fā)掘，約在距今六、七千年前，中國古代人已知使用榫卯構(gòu)筑木架房屋（如浙江余姚河姆渡遺址），黃河流域也發(fā)現(xiàn)有不少原始聚落（如西安半坡遺址、臨潼姜寨遺址）。這些聚落，居住區(qū)、墓葬區(qū)、制陶場，分區(qū)明確，布局有致。木構(gòu)架的形制已經(jīng)出現(xiàn)，木構(gòu)架的出現(xiàn)是中國最早的非天生材料建筑材料，黃土層和草泥已經(jīng)可以稱之為初步人工建筑材料。 西元前二十一世紀夏朝建立，標志著原始社會結(jié)束，經(jīng)過夏、商、周三代，而春秋、戰(zhàn)國，隨著生產(chǎn)資料的增加、生產(chǎn)技術(shù)以及建筑材料的人工合成效率的提高，在中國的大地上先后營建了許多都邑，夯土技術(shù)已廣泛使用于筑墻造臺。如河南偃師二里頭早商都城遺址，有長、寬均為百米的夯土臺，臺上建有八開間的殿堂，周圍以廊。此時木構(gòu)技術(shù)較之原始社會已有很大提高，已有斧、刀、鋸、鑿、鉆、鏟等加工木構(gòu)件的專用工具。木構(gòu)架和夯土技術(shù)均已經(jīng)形成，并取得了一定的進步。西周興建了豐京、鎬京和洛陽的王城、成周；春秋、戰(zhàn)國的各諸侯國均各自營造了以宮室為中心的都城。這些都城均為夯土版筑，墻外周以城濠，辟有高大的城門。宮殿布置在城內(nèi)，建在夯土臺之上，木構(gòu)架已成為主要的結(jié)構(gòu)方式，屋頂已開始使用陶瓦，而且木構(gòu)架上飾用彩繪。這標志著中國古代建筑已經(jīng)具備了雛形。在這一階段出現(xiàn)的建筑材料的還較為原始，建筑主要材料依然只是土、木材，但是陶瓦的出現(xiàn)已經(jīng)是建筑材料的一大進步，人們擺脫了建筑材料完全依賴于天然產(chǎn)生。建筑材料的制造與運用，色彩、裝飾的使用，都達到了雛形階段。這是中國古代建筑以后歷代發(fā)展的基礎(chǔ)。也就奠定了中國建筑材料的使用基礎(chǔ)，在此之后，夯土、木材、燒陶在很長一段時間里一直是中國建筑材料的主流。1.2 人工材料成形期西元前221年，秦始皇吞并了韓、趙、魏、楚、燕、齊六國之后，建立起中央集權(quán)的大帝國，并且動用全國的人力、物力在咸陽修筑都城、宮殿、陵墓。今人從阿房宮遺址（有待考證）和始皇陵東側(cè)大規(guī)模的兵馬俑列隊埋坑，可以想見當時建筑之宏大雄偉。此外，又修筑通達全國的馳道，筑長城以防匈奴南下，鑿靈渠以通水運。但是由于生產(chǎn)資料的不成熟、建筑材料的單一性，這些巨大工程，動輒調(diào)用民力幾十萬，幾乎全部是以人力和黃土、原始、原木堆積而成，建筑規(guī)模和建筑材料發(fā)展不成正比例導(dǎo)致人力資源的極不合理調(diào)配，幾乎都是同時并進，秦帝國終以奢欲過甚，窮用民力，二世而亡。漢代繼秦，經(jīng)過約半個多世紀的休養(yǎng)生息之后，又進入大規(guī)模營造建筑時期。漢武帝劉徹先后五次大規(guī)模修筑長城，開拓通往西亞的絲綢之路；又興建長安城內(nèi)的桂宮、光明宮和西南郊的建章宮、上林苑。西漢末年還在長安南郊建造明堂、辟雍。東漢光武帝劉秀依東周都城故址營建了洛陽城及其宮殿?？偳?、漢五百年間，由于國家統(tǒng)一，國力富強，中國古建筑在自己的歷史上出現(xiàn)了第一次發(fā)展高潮。其結(jié)構(gòu)主體的木構(gòu)架已趨于成熟，重要建筑物上普遍使用斗栱。屋頂形式多樣化，廡殿、歇山、懸山、攢尖、囤頂均已出現(xiàn)，有的被廣泛采用。制磚及磚石結(jié)構(gòu)和拱券結(jié)構(gòu)有了新的發(fā)展。木梁、燒土磚、條石已成為建筑主要架構(gòu)材料。兩晉、南北朝是中國歷史上一次民族大融合時期，此期間，傳統(tǒng)建筑持續(xù)發(fā)展，并有佛教建筑傳入。東漢時傳入中國的佛教此時發(fā)展起來，南北政權(quán)廣建佛寺，一時間佛教寺塔盛行。據(jù)記載，北魏建有佛寺三萬多所，僅洛陽就建有一千三百六十七寺。南朝都城建康也建有佛寺五百多所。在不少地區(qū)還開鑿石窟寺，雕造佛像。重要石窟寺有大同云岡石窟、敦煌莫高窟、天水麥積山石窟、洛陽龍門石窟、太原天龍山石窟、峰峰南響堂山和北響堂山石窟等。這就使這一時期的中國建筑，融進了許多傳自印度（天竺）、西亞的建筑形制與風(fēng)格。煬帝大業(yè)年間（605618年），名匠李春在現(xiàn)今河北趙縣修建了一座世界上最早的敞肩券大石橋安濟橋。石質(zhì)建筑材料成為這一時代中國建筑材料的發(fā)展主流。 這一時期，由于各式宮殿、寺廟的建造，建筑材料的使用已經(jīng)趨于穩(wěn)定，以夯土、燒土磚、陶瓦、木梁、條石為主建筑材料的建筑材料體系已經(jīng)形成。1.3 人工合成材料繁榮期 唐代在都城和地方城鎮(zhèn)興建了大量寺塔、道觀，并繼承前代續(xù)鑿石窟佛寺，遺留至今的有著名的五臺山佛光寺大殿、南禪寺佛殿、西安慈恩寺大雁塔、薦福寺小雁塔、興教寺玄奘塔、大理千尋塔，以及一些石窟寺等。此期間，建筑技術(shù)更有新的發(fā)展，木構(gòu)架已能正確地運用材料性能，建筑設(shè)計中已知運用以材為木構(gòu)架設(shè)計的標準，朝廷制定了營繕的法令，設(shè)置有掌握繩墨、繪制圖樣和管理材料營造的官員，在此之前出現(xiàn)的優(yōu)秀建筑材料更加合理的事由，大大提高了建筑建造水平。 從晚唐開始，中國又進入三百多年分裂戰(zhàn)亂時期，先是梁、唐、晉、漢、周五個朝代的更替和十個地方政權(quán)的割據(jù)，接著又是宋與遼、金南北對峙，因而中國社會經(jīng)濟遭到巨大的破壞，建筑也從唐代的高峰上跌落下來，再沒有長安那么大規(guī)模的都城與宮殿了。由于商業(yè)、手工業(yè)的發(fā)展，城市布局、建筑技術(shù)與藝術(shù)，都有不少提高與突破。譬如城市漸由前代的里坊制演變?yōu)榕R街設(shè)店、按行成街的布局。在建筑技術(shù)方面，前期的遼代較多的繼承了唐代的特點，而后期的金代，建筑上則繼承遼、宋兩朝的特點而有所發(fā)展。在建筑藝術(shù)方面，自北宋起，就一變唐代宏大雄渾的氣勢，而向細膩、纖巧方面發(fā)展，建筑裝飾也更加細致建筑材料也更加的講究。北宋崇寧二年（1103年），朝廷頒布并刊行了營造法式。這是一部有關(guān)建筑設(shè)計、施工和建筑材料使用等級、規(guī)格的規(guī)范書，是一部完善的建筑技術(shù)專書。頒刊的目的是為了加強對宮殿、寺廟、官署、府第等官式建筑的管理。書中總結(jié)歷代以來建筑技術(shù)的經(jīng)驗，制定了以材為祖的建筑模數(shù)制。對建筑的功限、料例作了嚴密的限定，以作為編制預(yù)算和施工組織的準繩。這部書的頒行，反映出中國古代建筑到了宋代，各種新的建筑材料琉璃瓦、琉璃、石刻、陶瓷、金屬構(gòu)件、金屬飾品的制造和使用已達到了一個新的歷史水平。 2.磚、木建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)良性能 中國古代建筑慣用木構(gòu)架作房屋的承重結(jié)構(gòu)。木構(gòu)結(jié)構(gòu)大體可分為抬梁式、穿斗式、井干式，以抬梁式采用最為普遍。抬梁式結(jié)構(gòu)是沿房屋進深在柱礎(chǔ)上立柱，柱上架梁，梁上重疊數(shù)層瓜柱和梁，再于最上層梁上立脊瓜柱，組成一組屋架。平行的兩組構(gòu)架之間用橫向的枋聯(lián)結(jié)于柱的上端，在各層梁頭與脊瓜柱上安置檁，以聯(lián)系構(gòu)架與承載屋面。檁間架椽子，構(gòu)成屋頂?shù)墓羌?。這樣，由兩組構(gòu)架可以構(gòu)成一間，一座房子可以是一間，也可以是多間。斗栱是中國木構(gòu)架建筑中最特殊的構(gòu)件。斗是斗形墊木塊，栱是弓形短木，它們逐層縱橫交錯疊加成一組上大下小的托架，安置在柱頭上用以承托梁架的荷載和向外挑出的屋檐。到了唐、宋，斗栱發(fā)展到高峰，從簡單的墊托和挑檐構(gòu)件發(fā)展成為聯(lián)系梁枋置于柱網(wǎng)之上的一圈井字格形復(fù)合梁。它除了向外挑檐，向內(nèi)承托天花板以外，主要功能是保持木構(gòu)架的整體性，成為大型建筑不可缺的部份。宋以后木構(gòu)架開間加大，柱身加高，木構(gòu)架結(jié)點上所用的斗栱逐漸減少。到了元、明、清，柱頭間使用了額枋和隨梁枋等，構(gòu)架整體性加強，斗栱的形體變小，不再起結(jié)構(gòu)作用了，排列也較唐宋更為叢密，裝飾性作用越發(fā)加強了，形成為顯示等級差別的飾物。木構(gòu)架的優(yōu)點是：第一、承重結(jié)構(gòu)與維護結(jié)構(gòu)分開，建筑物的重量全由木構(gòu)架承托，墻壁只起維護和分隔空間的作用。第二、便于適應(yīng)不同的氣候條件，可以因地區(qū)寒暖之不同，隨宜處理房屋的高度、墻壁的厚薄、選取何種材料，以及確定門窗的位置和大小。第三、由于木材的特有性質(zhì)與構(gòu)造節(jié)點有伸縮余地，即使墻倒而屋不塌，有利于減少地震損害。第四、便于就地取材和加工制做。古代黃河中游森林茂密，木材較之磚石便于加工制做。3現(xiàn)代建筑材料 3.1建筑材料的分類0-1按化學(xué)成分分類分類實例無機材料金屬材料黑色金屬生鐵、鋼材、不銹鋼有色金屬鋁、銅、金、銀非金屬材料天然石材花崗巖、大理石、石灰石玻璃及熔融制品玻璃、礦棉、鑄石燒土制品瓦、磚、陶瓷膠凝制品石灰、石膏、水玻璃混凝土類砂漿、混凝土有機材料植物質(zhì)材料木材、竹材瀝青材料石油瀝青、煤瀝青合成高分子材料建筑塑料、合成橡膠、有機涂料復(fù)合材老非金屬材料復(fù)合鋼筋混凝土、夾絲玻璃有機材料復(fù)合涂層鋼板、彩色壓型鋼板非金屬有機材料復(fù)合瀝青混凝土、玻纖增強塑料3.2建筑材料在建筑工程中的地位和作用一.保證建筑工程質(zhì)量 建筑材料是保證建筑工程質(zhì)量的重要因素，事實表明，國內(nèi)外建筑工程上的重大安全事故，90以上與建筑材料的質(zhì)量不合格和使用不當有關(guān)，在工程項目中，材料的正確選擇和恰當使用是保證建筑物安全的基礎(chǔ)保障。二.影響工程造價 在一般工程總造價中，建筑材料的費用占工程總造價的50以上，某些工程甚至高達70。因此，材料的選擇、管理、使用合理與否直接影響工程造價。正確選擇、合理使用建筑材料，充分利用材料的各種性能，提高材料利用率，在滿足工程要求的前提下，能顯著節(jié)約建筑材料，降低建筑造價。3. 促進建筑工程技術(shù)進步和建筑業(yè)發(fā)展 在建筑工程建設(shè)過程中，建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案施工方式都與材料密切相關(guān)，建筑材料是決定建筑建筑構(gòu)成形式和和施工方法的主要因素。建筑材料的改進和發(fā)展，將直接促進建筑技術(shù)進步和建筑業(yè)發(fā)展。3. 建筑材料的發(fā)展趨勢建筑材料是隨著人類社會的生產(chǎn)力的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平的提高逐步發(fā)展起來的。遠古時期的穴居，后來的燒制磚瓦，有天然建筑材料進入人工生產(chǎn)階段，為大規(guī)模建造房屋創(chuàng)造了基本條件。18世紀以后出現(xiàn)的鋼筋、水泥相繼問世，為現(xiàn)代建筑工程奠定了堅實的基礎(chǔ)，進入二十世紀以后，社會生產(chǎn)力的發(fā)展和材料科學(xué)的形成，材料在性能上不斷取得改善和提高，品種大大增加。已有機材料為主的化學(xué)建材異軍突起，一些有特殊功能的新材料不斷涌現(xiàn)，絕緣材料、吸聲材料、抗腐蝕材料、防火材料層出不窮。另一方面，建筑工程對建筑材料消耗極大，為生產(chǎn)建筑材料以使自然環(huán)境遭到極大的破壞。自然資源源源不斷成為流向生產(chǎn)建筑材料的生產(chǎn)線，但目前各種自然資源和能源以面臨枯竭，發(fā)展新材料適應(yīng)需求量越來越大的建筑材料市場，減少材料生產(chǎn)和發(fā)展對環(huán)境造成的破壞，建筑材料的發(fā)展必須遵循可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略方針，發(fā)展綠色無毒、無污染、對人體無害的建筑材料。展望未來建筑材料的發(fā)展，將有以下發(fā)展趨勢：1. 開發(fā)研制高性能材料。包括輕質(zhì)高強、多功能、高保溫性、高耐久性和優(yōu)異裝飾性的材料，充分利用和發(fā)揮材料的各種性能，采取先進技術(shù)制造具有特殊功能的復(fù)合材料。2. 充分利用地方資源，減少使用天然資源，充分利用各種工業(yè)生產(chǎn)廢棄資源，維護自然環(huán)境平衡。3. 節(jié)約能源，采用低能耗、無污染生產(chǎn)技術(shù)，開發(fā)低能耗材料。4. 綠色環(huán)保，材料生