วัสดุก่อสร้างเป็นวัสดุพื้นฐานในการก่อสร้าง กำหนดลักษณะเฉพาะ รูปแบบ และผลกระทบของอาคาร วัสดุก่อสร้างแบบดั้งเดิมส่วนใหญ่ประกอบด้วยหิน ไม้ อิฐดินเผา ปูนขาว และยิปซัม ในขณะที่วัสดุก่อสร้างสมัยใหม่ประกอบด้วยเหล็ก ซีเมนต์ คอนกรีต แก้ว และพลาสติก วัสดุก่อสร้างแต่ละชนิดมีคุณสมบัติเฉพาะตัวและมีบทบาทสำคัญในการก่อสร้าง
วัสดุก่อสร้างแบบดั้งเดิม
1. หิน
หินเป็นหนึ่งในวัสดุก่อสร้างดั้งเดิมที่เก่าแก่ที่สุดที่ใช้ในประวัติศาสตร์มนุษย์ หินมีปริมาณสำรองมาก มีการกระจายตัวอย่างกว้างขวาง โครงสร้างละเอียด ทนแรงอัดสูง ทนน้ำได้ดี ทนทาน และทนต่อการสึกหรอได้อย่างยอดเยี่ยม ครั้งหนึ่งยุโรปตะวันตกเคยใช้หินอย่างแพร่หลายในงานสถาปัตยกรรม ตัวอย่างที่โดดเด่น ได้แก่ พระราชวังแวร์ซายอันงดงามในฝรั่งเศส และอาคารรัฐสภาอังกฤษ นอกจากนี้ พีระมิดในอียิปต์ยังสร้างขึ้นโดยใช้หินขนาดใหญ่ที่เจียระไนอย่างแม่นยำ สถาปัตยกรรมหินมีบรรยากาศแห่งความยิ่งใหญ่ เคร่งขรึม และสง่างาม อย่างไรก็ตาม ด้วยความหนาแน่นและน้ำหนักที่สูง โครงสร้างหินจึงมักจะมีผนังหนากว่า ซึ่งส่งผลให้อัตราส่วนพื้นที่อาคารลดลง อย่างไรก็ตาม หินยังสามารถใช้เป็นสัญลักษณ์ของความหรูหราในงานสถาปัตยกรรมระดับสูง สร้างสรรค์ผลงานศิลปะอันเป็นเอกลักษณ์
2. ไม้
ไม้ในฐานะวัสดุก่อสร้างแบบดั้งเดิม มีคุณสมบัติเด่นหลายประการ เช่น น้ำหนักเบา แข็งแรง สวยงาม ใช้งานได้ดี สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ รีไซเคิลได้ และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมโดยไม่ก่อให้เกิดมลพิษ ดังนั้น อาคารโครงสร้างไม้จึงมีความมั่นคงแข็งแรงและทนทานต่อแผ่นดินไหวได้เป็นอย่างดี อย่างไรก็ตาม ไม้ที่ใช้ในการก่อสร้างก็มีข้อเสียเช่นกัน คือ มีแนวโน้มที่จะเสียรูป แตกร้าว เชื้อรา และแมลงรบกวน นอกจากนี้ยังเสี่ยงต่อการเกิดไฟไหม้ ซึ่งส่งผลกระทบต่อคุณภาพและความทนทาน
ไม้เป็นวัสดุก่อสร้างที่เหนือกาลเวลาเนื่องจากคุณสมบัติเชิงกลที่เหนือกว่า และถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในกิจกรรมการก่อสร้างมาตั้งแต่สมัยโบราณ อาคารบางหลัง เช่น บางส่วนของวัดหนานฉานและวัดฝกวงบนภูเขาอู่ไถในประเทศจีน ถือเป็นตัวแทนสถาปัตยกรรมที่โดดเด่น โครงสร้างเหล่านี้มีความลาดเอียงที่ราบเรียบไม่เปลี่ยนแปลง ชายคาที่กว้างใหญ่ โครงยึดที่โดดเด่น และรูปแบบที่เรียบง่ายแต่เคร่งขรึม
ในโครงการวิศวกรรมโยธาสมัยใหม่ องค์ประกอบต่างๆ เช่น คาน เสา ฐานรองรับ ประตู หน้าต่าง และแม้แต่แบบหล่อคอนกรีต ล้วนอาศัยไม้ ไม้เป็นวัสดุก่อสร้างที่ระบายอากาศได้ดี ให้ความอบอุ่นในฤดูหนาวและความเย็นสบายในฤดูร้อน จึงสร้างสภาพแวดล้อมที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการอยู่อาศัยของมนุษย์
วัดหนานชาน ประเทศจีน
3. อิฐดินเผา
อิฐดินเผาเป็นวัสดุก่อสร้างที่มนุษย์สร้างขึ้นมาเป็นเวลานาน อิฐดินเผาทั่วไปเป็นวัสดุผนังหลักสำหรับการก่อสร้างที่อยู่อาศัยในประเทศจีน อิฐดินเผามีลักษณะเด่นคือมีขนาดเล็ก น้ำหนักเบา ก่อสร้างง่าย มีรูปทรงที่เป็นระเบียบเรียบร้อย สามารถรับน้ำหนักได้ดี มีคุณสมบัติเป็นฉนวนและบำรุงรักษาได้ดี รวมถึงการตกแต่งด้านหน้าอาคาร การนำมาใช้ในการก่อสร้างมีบทบาทสำคัญในการสร้างพื้นที่อยู่อาศัยสำหรับผู้คน พระราชวังต้องห้ามเป็นสถาปัตยกรรมต้นแบบที่ใช้อิฐดินเผา อิฐดินเผารูปทรงปกติที่ใช้ตกแต่งด้านหน้าอาคารภายนอกมีส่วนสำคัญในการสร้างสรรค์ผลงานศิลปะอันน่าประทับใจของพระราชวังต้องห้าม อย่างไรก็ตาม วัตถุดิบสำหรับอิฐดินเผาคือดินเหนียวธรรมชาติ และการผลิตต้องแลกมาด้วยพื้นที่เพาะปลูก อิฐดินเผาค่อยๆ ถูกแทนที่ด้วยวัสดุอื่น อย่างไรก็ตาม บทบาทของอิฐดินเผาในประวัติศาสตร์สถาปัตยกรรมของมนุษย์จะไม่มีวันเลือนหายไป
4. มะนาว
ปูนขาวในฐานะวัสดุก่อสร้างแบบดั้งเดิม ขึ้นชื่อเรื่องความยืดหยุ่นสูง กระบวนการแข็งตัวช้า ความแข็งแรงต่ำหลังการแข็งตัว และการหดตัวของปริมาตรอย่างมีนัยสำคัญระหว่างการแข็งตัว ประวัติศาสตร์อันยาวนานหลายพันปีของปูนขาวเป็นเครื่องยืนยันถึงความไว้วางใจและการพึ่งพาวัสดุชนิดนี้ของมนุษยชาติ ปูนขาวยังคงเป็นวัสดุก่อสร้างสำคัญที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในโครงการและอุตสาหกรรมก่อสร้างต่างๆ เช่น การฉาบปูนภายในอาคาร การผสมปูนขาวและยาแนว และการเตรียมอิฐอะโดบีและอิฐโคลน
ในทำนองเดียวกัน ยิปซัม ซึ่งเป็นวัสดุก่อสร้างแบบดั้งเดิมโบราณอีกชนิดหนึ่ง มีวัตถุดิบมากมาย กระบวนการผลิตที่เรียบง่าย ใช้พลังงานต่ำ ดูดซับความชื้นได้ดี ราคาไม่แพง และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม เหมาะอย่างยิ่งสำหรับผนังกั้นภายในอาคารสถาปัตยกรรมสมัยใหม่ งานตกแต่ง และงานตกแต่งอื่นๆ นอกจากนี้ ยิปซัมยังใช้ในการผลิตปูนปลาสเตอร์และผลิตภัณฑ์ยิปซัมเป็นหลัก
วัสดุก่อสร้างสมัยใหม่
5. เหล็ก
เหล็กมีบทบาทสำคัญในสถาปัตยกรรมสมัยใหม่ในฐานะวัสดุก่อสร้าง เหล็กมีคุณสมบัติที่โดดเด่น เช่น น้ำหนักเบาแต่มีความแข็งแรงสูง มีความยืดหยุ่นและความเหนียวที่ดี ปลอดภัยและเชื่อถือได้ มีคุณสมบัติทางอุตสาหกรรมสูง ก่อสร้างได้รวดเร็ว รื้อถอนง่าย มีคุณสมบัติการปิดผนึกที่ดี และทนความร้อนสูง คุณสมบัติพิเศษเหล่านี้ทำให้เหล็กเป็นสิ่งจำเป็นในสถาปัตยกรรมสมัยใหม่ โดยส่วนใหญ่ใช้ในโครงสร้างเหล็กช่วงกว้าง เช่น สนามบินและสนามกีฬา โครงสร้างเหล็กสำหรับอาคารสูง เช่น โรงแรมและอาคารสำนักงาน โครงสร้างเหล็กทรงสูง เช่น เสาส่งสัญญาณโทรทัศน์และเสาสื่อสาร โครงสร้างเหล็กเปลือกเหล็ก เช่น ถังเก็บน้ำมันและถังแก๊สขนาดใหญ่ โครงสร้างเหล็กสำหรับโรงงานอุตสาหกรรม โครงสร้างเหล็กน้ำหนักเบา เช่น โกดังขนาดเล็ก โครงสร้างเหล็กสำหรับสะพาน และโครงสร้างเหล็กสำหรับเคลื่อนย้ายชิ้นส่วน เช่น ลิฟต์และเครน
6. ปูนซีเมนต์
ปูนซีเมนต์ ในฐานะวัสดุก่อสร้างสมัยใหม่ มีการใช้งานอย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรม เกษตรกรรม ทรัพยากรน้ำ การขนส่ง การพัฒนาเมือง ท่าเรือ และการป้องกันประเทศ ในยุคปัจจุบัน ปูนซีเมนต์ได้กลายเป็นวัสดุก่อสร้างที่ขาดไม่ได้สำหรับโครงการก่อสร้างทุกประเภท ปูนซีเมนต์เป็นผงอนินทรีย์ เมื่อผสมกับน้ำจะเกิดเป็นเนื้อครีมเหลวและเหนียว เมื่อเวลาผ่านไป ซีเมนต์เพสต์นี้จะเปลี่ยนแปลงทางกายภาพและทางเคมี เปลี่ยนจากเนื้อครีมเหนียวเป็นของแข็งที่แข็งตัวและมีความแข็งแรงในระดับหนึ่ง นอกจากนี้ยังสามารถยึดมวลของแข็งหรือวัสดุเม็ดเข้าด้วยกันเพื่อสร้างโครงสร้างที่เป็นเนื้อเดียวกัน ปูนซีเมนต์ไม่เพียงแต่แข็งตัวและเพิ่มความแข็งแรงเมื่อสัมผัสกับอากาศเท่านั้น แต่ยังสามารถแข็งตัวในน้ำได้ ช่วยรักษาและเพิ่มความแข็งแรงได้อีกด้วย ปูนซีเมนต์ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในโครงการก่อสร้าง โดยมีการใช้งานที่หลากหลายในงานวิศวกรรมโยธา โครงสร้างพื้นฐานด้านน้ำมันและก๊าซ การก่อสร้างเขื่อน งานก่อสร้างอาคาร การก่อสร้างถนน และอื่นๆ อีกมากมาย
7. คอนกรีต
คอนกรีตในฐานะวัสดุก่อสร้างสมัยใหม่ มีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งในโครงการก่อสร้างร่วมสมัย คอนกรีตเป็นวัสดุก่อสร้างที่เกิดจากการผสานสารยึดเกาะ เช่น ดินเหนียว ปูนขาว ยิปซัม เถ้าภูเขาไฟ หรือแอสฟัลต์ธรรมชาติ เข้ากับมวลรวม เช่น ทราย ตะกรัน และหินบด คอนกรีตมีคุณสมบัติที่ดีเยี่ยม ได้แก่ การยึดเกาะที่แข็งแกร่ง ความทนทาน และทนน้ำ อย่างไรก็ตาม คอนกรีตถือเป็นวัสดุเปราะ มีกำลังอัดสูง แต่มีกำลังดึงต่ำมาก ทำให้มีแนวโน้มที่จะแตกร้าว
การนำปูนซีเมนต์และเหล็กมาใช้ พบว่าการผสมผสานวัสดุเหล่านี้ช่วยเพิ่มความแข็งแรงในการยึดเกาะ และสามารถเสริมจุดอ่อนของกันและกันได้ ในขณะเดียวกันก็ใช้ประโยชน์จากจุดแข็งของวัสดุเหล่านั้น การนำเหล็กเสริมเข้าไปในคอนกรีตไม่เพียงแต่ช่วยปกป้องเหล็กจากการสัมผัสอากาศ ป้องกันการกัดกร่อน แต่ยังช่วยเพิ่มความแข็งแรงของโครงสร้างอีกด้วย นำไปสู่การพัฒนาคอนกรีตเสริมเหล็ก ซึ่งขยายขอบเขตการใช้งานคอนกรีตในการก่อสร้าง
เมื่อเปรียบเทียบกับโครงสร้างอิฐและหินแบบดั้งเดิม โครงสร้างไม้ และโครงสร้างเหล็ก โครงสร้างคอนกรีตมีการพัฒนาอย่างรวดเร็วและกลายเป็นวัสดุโครงสร้างหลักในงานวิศวกรรมโยธา ยิ่งไปกว่านั้น คอนกรีตประสิทธิภาพสูงและคอนกรีตประเภทนวัตกรรมยังคงพัฒนาอย่างต่อเนื่องในสาขาการก่อสร้าง
8. แก้ว
ยิ่งไปกว่านั้น กระจกและพลาสติก ซึ่งเป็นวัสดุก่อสร้างสมัยใหม่และนวัตกรรมใหม่ กำลังถูกนำมาใช้อย่างต่อเนื่องในโครงการก่อสร้างร่วมสมัย กระจกสามารถตอบสนองความต้องการด้านแสงธรรมชาติ การตกแต่ง และการออกแบบด้านหน้าอาคาร ซึ่งสอดคล้องกับความต้องการด้านประสิทธิภาพพลังงานของสถาปัตยกรรมสมัยใหม่ กระจกมีการใช้งานในเกือบทุกแง่มุมของการก่อสร้าง เนื่องจากมีหลากหลายประเภท เช่น กระจกนิรภัย กระจกกึ่งนิรภัย กระจกฉนวน กระจกลามิเนต กระจกสี กระจกเคลือบ กระจกลาย กระจกทนไฟ กระจกสุญญากาศ และอื่นๆ
โรงละครเซี่ยงไฮ้โพลีแกรนด์
9. พลาสติก
พลาสติกเป็นวัสดุก่อสร้างประเภทใหม่ที่กำลังได้รับความนิยม เนื่องจากมีคุณสมบัติเป็นเลิศ ใช้งานได้หลากหลาย และมีแนวโน้มที่ดี จึงถือเป็นวัสดุก่อสร้างหลักอันดับสี่รองจากเหล็ก ซีเมนต์ และไม้ในการก่อสร้างสมัยใหม่ พลาสติกมีการใช้งานที่หลากหลาย ตั้งแต่หลังคาไปจนถึงพื้นผิวดิน และจากสิ่งอำนวยความสะดวกสาธารณะกลางแจ้งไปจนถึงวัสดุตกแต่งภายใน ปัจจุบัน พลาสติกที่นำมาใช้ในการก่อสร้างมากที่สุด ได้แก่ ท่อน้ำและท่อระบายน้ำ ท่อส่งก๊าซ ประตูและหน้าต่างพีวีซี รองลงมาคือสายไฟฟ้าและสายเคเบิล
ข้อได้เปรียบที่สำคัญประการหนึ่งของพลาสติกคือศักยภาพในการประหยัดพลังงานอย่างมีนัยสำคัญ โดยการผลิตและการใช้ผลิตภัณฑ์พลาสติกมีการใช้พลังงานต่ำกว่าวัสดุก่อสร้างอื่นๆ อย่างมาก ด้วยเหตุนี้ พลาสติกจึงถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในโครงการก่อสร้างหลังคา ผนัง และพื้นต่างๆ สาขาพลาสติกสำหรับสถาปัตยกรรมกำลังพัฒนาอย่างต่อเนื่องเพื่อมุ่งสู่การใช้งานที่มีประสิทธิภาพสูง ประสิทธิภาพการทำงานที่ดีขึ้น ความหลากหลาย และความคุ้มค่า
10. ซิลิโคนซีลแลนท์
ซิลิโคนยาแนวเป็นสารคล้ายเนื้อครีม เกิดจากการผสมโพลีไดเมทิลไซลอกเซนเป็นวัตถุดิบหลักกับสารเชื่อมขวาง สารตัวเติม สารพลาสติไซเซอร์ สารเชื่อมต่อ และตัวเร่งปฏิกิริยาภายใต้สภาวะสุญญากาศ ที่อุณหภูมิห้อง ซิลิโคนจะแข็งตัวและสร้างยางซิลิโคนที่มีความยืดหยุ่นโดยทำปฏิกิริยากับความชื้นในอากาศ ใช้ในการยึดติดและปิดผนึกกระจกและวัสดุพื้นผิวอื่นๆ หลายประเภท ปัจจุบัน Eolya นำเสนอผลิตภัณฑ์ยาแนวอเนกประสงค์ ได้แก่ ยาแนวกระจก ยาแนวทนสภาพอากาศ ยาแนวทนไฟ ยาแนวหิน ยาแนวรอยต่อโลหะ ยาแนวทนเชื้อรา ยาแนวรอยต่อตกแต่ง และยาแนวกระจกฉนวน เป็นต้น ซึ่งมีให้เลือกหลายประเภทและหลายคุณสมบัติ
11. โฟมโพลียูรีเทน (PU Foam)
โฟมโพลียูรีเทนเป็นวัสดุก่อสร้างประเภทใหม่ ได้รับความสนใจอย่างกว้างขวางในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา โฟมนี้สังเคราะห์จากโมโนเมอร์ เช่น ไอโซไซยาเนตและโพลีออล ผ่านปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชัน โดยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดขึ้นจะทำหน้าที่เป็นสารก่อฟอง ปฏิกิริยานี้ทำให้เกิดโฟมไมโครเซลลูลาร์ที่มีโครงสร้างแน่นหนา โฟมโพลียูรีเทนแบ่งออกเป็นโฟมโพลียูรีเทนแข็ง โฟมโพลียูรีเทนยืดหยุ่น และโฟมโพลียูรีเทนกึ่งแข็ง โฟมโพลียูรีเทนยืดหยุ่นแตกต่างจากโครงสร้างเซลล์ปิดของโฟมโพลียูรีเทนแข็งตรงที่มีโครงสร้างเซลล์เปิด โดดเด่นด้วยน้ำหนักเบา ระบายอากาศได้ดี และความยืดหยุ่นที่ดี โฟมโพลียูรีเทนกึ่งแข็งเป็นโฟมเซลล์เปิดที่มีความแข็งอยู่ระหว่างโฟมอ่อนและโฟมแข็ง และมีค่าการรับแรงอัดสูงกว่า โฟมโพลียูรีเทนแข็ง ซึ่งเป็นวัสดุสังเคราะห์ชนิดใหม่ที่มีคุณสมบัติเป็นฉนวนและกันน้ำ มีค่าการนำความร้อนต่ำและมีความหนาแน่นต่ำ จึงมักถูกนำมาใช้เป็นฉนวนและวัสดุกั้นความร้อนในการก่อสร้าง
เมื่อเทียบกับวัสดุก่อสร้างแบบดั้งเดิม โฟมโพลียูรีเทนมีข้อได้เปรียบที่โดดเด่นในหลายด้าน ได้แก่ สมรรถนะการเป็นฉนวนที่ดีเยี่ยม ทนไฟได้ดี ทนน้ำได้ดี และคุณสมบัติเชิงกลที่เสถียร โฟมโพลียูรีเทนสามารถนำไปใช้งานจริงได้โดยการหล่อหรือพ่นเพื่อสร้างชั้นฉนวนที่ต่อเนื่อง และได้รับการนำไปใช้อย่างกว้างขวางในงานภายนอกอาคาร หลังคา พื้น ประตู หน้าต่าง และระบบท่อส่งความร้อน
เมื่อเทียบกับวัสดุก่อสร้างแบบดั้งเดิมและสมัยใหม่ วัสดุก่อสร้างสมัยใหม่มีข้อได้เปรียบมากกว่าวัสดุก่อสร้างแบบดั้งเดิม ด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีและความต้องการทางสถาปัตยกรรมที่เปลี่ยนแปลงไป วัสดุก่อสร้างสมัยใหม่จึงมีบทบาทสำคัญกว่าวัสดุก่อสร้างแบบดั้งเดิม ส่งผลให้วัสดุก่อสร้างเหล่านี้มีบทบาทสำคัญยิ่งในสถาปัตยกรรมร่วมสมัย ขณะที่วัสดุก่อสร้างแบบดั้งเดิมถูกนำมาประยุกต์ใช้เสริม วัสดุก่อสร้างสมัยใหม่ เช่น เหล็ก ซีเมนต์ คอนกรีต แก้ว และวัสดุผสม ได้ทำลายข้อจำกัดด้านรูปทรงและขนาดของวัสดุแบบดั้งเดิม เช่น หิน ไม้ อิฐดินเผา และยิปซัมปูนขาว วัสดุก่อสร้างเหล่านี้ช่วยอำนวยความสะดวกในการพัฒนาโครงสร้างอาคารสูงช่วงลึก และตอบสนองความต้องการของการก่อสร้างในเมือง สอดคล้องกับแนวโน้มการอนุรักษ์สิ่งแวดล้อมและพลังงานในสังคมสมัยใหม่
เวลาโพสต์: 31 ส.ค. 2566
