二、建筑材料的发展
利用建筑材料改造自然、促进人类物质文明的进步,是人类社会发展的一个重要标志。远在新石器时期之前,人类就已开始利用土、石、木、竹等天然材料从事营造活动。据考证,我国在4500年前就已有木架建筑和木骨泥墙建筑。随着生产力的发展,人类能够对天然原料进行简单的加工,出现了人造建筑材料,使人类突破了仅使用天然材料的限制,并开始大量修建房屋、寺塔、陵墓和防御工程。我国早在公元前5世纪的春秋时期已有烧制的瓦,公元前4世纪的战国时期有了烧制的砖,始建于春秋时期的长城就大量应用了砖、石灰等人造建材。2000年前的古罗马已用石灰、火山灰、砂和砾石配制混凝土,建造著名的万神殿、斗兽场的巨大墙体。
18世纪工业革命后,随着资本主义国家工业化的发展,建筑、桥梁、铁路和水利工程大量兴建,对建筑材料的性能有了较高的要求。18世纪70年代在工程中开始使用生铁,19世纪初开始用熟铁建造桥梁和房屋,出现了钢结构的雏形。自19世纪中叶开始,冶炼并轧制出强度高、延性好、质地均匀的建筑钢材,随后又生产出高强钢丝和钢索,钢结构得到了迅速发展,使建筑物的跨度从砖石结构、木结构的几米、几十米发展到百米、几百米乃至现代建筑的上千米。
19世纪20年代,英国瓦匠约瑟夫·阿斯普丁发明了波特兰水泥,出现了现代意义上的水泥混凝土。19世纪40年代,出现了钢筋混凝土结构,利用混凝土受压、钢筋受拉,以充分发挥两种材料各自的优点,从而使钢筋混凝土结构广泛应用于工程建设的各个领域。为克服钢筋混凝土结构抗裂性能差、刚度低的缺点,20世纪30年代又发明了预应力混凝土结构,使土木工程跨入了飞速发展的新阶段。
随着社会的发展,人类对建筑工程的功能要求越来越高,从而对使用的建筑材料的性能要求也越来越高。现阶段乃至今后相当长的一段时间材料发展基本是向着轻质、高强、节约能源、方便施工、智能化、绿色化等方向发展。同时,随着人们环境保护与可持续发展意识的增强,保护环境、节约能源与土地,合理开发和综合利用原料资源,尽量利用工业废料,也是建筑材料发展的一种趋势。