Tìm hiểu những loại vật liệu xây dựng đầu tiên của loài người

Gỗ

Trong xây dựng, gỗ được sử dụng như nguyên liệu chính, có khả năng pha trộn với các vật liệu khác, với 2 chức năng: cấu trúc hỗ trợ và trang trí. Với trọng lượng nhẹ hơn đá, khi được loại bỏ hết độ ẩm, gỗ có độ bền dài hơn, đồng thời có thể cắt theo độ dài một cách dễ dàng.

Tuy nhiên, loại vật liệu này cũng có một số nhược điểm như bị phân rã, dễ mục nát khi gặp nước, ẩm mốc, bị mối mọt và cháy. Nhưng trong lịch sử kiến trúc, không tít tòa nhà bằng gỗ vẫn tồn tại với thời gian, chẳng hạn như nhà thờ gỗ Hōryū-ji ở Nhật Bản, được xây dựng từ thế kỷ 8 và vẫn tồn tại đến nay.

Nhà thờ gỗ Hōryū-ji ở Nhật Bản vẫn vững vàng qua nhiều thế kỷ

Gạch

Thông thường gạch được tạo ra từ đất sét, được dùng trong nhiều cấu trúc xây dựng từ cổ xưa trên cống dẫn nước La Mã, đền Pantheon và Vạn Lý Trường Thành. Những viên gạch đầu tiên được cho là được tạo ra bởi người Sume có hình dạng thô, không đều, làm từ bùn lắng sau khi cơn bão qua.

Trong tự nhiên, các khối bùn khô khó có độ kết dính cao, dễ bị vỡ thành nhiều mảnh. Gạch tạo thành từ bùn khô được con người dùng xây dựng những bức tường của các túp lều và các cấu trúc khác. Sau đó, một số thử nghiệm đã dẫn tới sự phát triển hình thức và khuôn mẫu để tạo ra những viên gạch đồng nhất về hình dạng, có thể xếp chồng lên nhau một cách dễ dàng và dựng lên những bức tường trơn tru hơn.

Hiện nay, ở những vùng khí hậu khô trên thế giới, phương pháp sản xuất gạch cổ xưa vẫn được sử dụng ổn định. Theo đó, khi được nung ở nhiệt độ cao, những viên gạch trở nên bền chắc hơn, có khả năng chịu được các điều kiện thời tiết khác nhau và đặc biệt là có khả năng chống cháy.

Vạn Lý Trường Thành là công trình kiến trúc nổi tiếng của
Trung Quốc được làm hoàn toàn từ gạch nung

Đá

Đây là loại vật liệu có độ bền cao nhưng lại khó khăn trong việc khai thác và vận chuyển. Nếu nguồn cung cấp đá có sẵn và được cắt một cách chính xác theo nhu cầu sử dụng thì đã sẽ là loại nguyên liệu tự nhiên cực kỳ mạnh mẽ và hữu ích. Khác với gạch, đá có thể được xếp chồng khít lên nhau mà không cần vữa kết dính, có thể hỗ trợ tải theo phương thẳng đứng. Ngoài ra, đá không bị biến dạng, phong hóa lại chịu được lửa và giúp duy trì môi trường bên trong ổn định. Ngày nay, với công nghệ hiện đại, đã có nhiều loại vật liệu xây dựng tổng hợp rẻ hơn và hiệu quả hơn đá trong các tòa nhà đồ sộ.

Đá là loại vật liệu xây dựng vẫn được sử dụng phổ biến cho đến ngày
nay bởi giá trị thẩm mỹ của nó, khó có thể thay thế

Bê tông

Bê tông thực ra là dạng vật liệu tổng hợp từ đá, cát với chất kết dính gồm xi măng, nước. Hỗn hợp này được trộn đều, sau đó để khô và đông cứng lại. Đây là một vật liệu xây dựng rất linh hoạt, có thể hình thành tại chỗ hoặc đổ vào khuôn, tạo khối sau đó được vận chuyển đến nơi sử dụng.

Năm 1860, nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng bê tông có khả năng tăng cường độ bền của kết cấu, từ đó nó bắt đầu được sử dụng rộng rãi trong xây dựng.

Bê tông cốt thép có thể tạo thành nhiều hình dạng, cấu trúc khác nhau gồm các thanh thép được xếp thành khung trước khi đổ bê tông. Trong khi đó, bê tông gia cố lại là vật liệu lý tưởng cho các bức tường, dầm, tấm, móng, khung và nhiều ứng dụng khác.

Sắt và thép

Khi con người bắt đầu xây dựng các cấu trúc với độ cao tăng dần, những loại vật liệu đảm bảo độ cứng và bền trở nên cần thiết để hỗ trợ các cấu trúc này. Trọng lượng của các ngôi nhà cao tầng dồn lên các bức tường chịu lực và một số loại khung cần thiết để hỗ trợ tải.

Trong các loại vật liệu, thép có vai trò kép, có thể được nhúng trong bê tông hoặc tạo thành nền tảng riêng. Loại vật liệu này có thể lắp đặt nhanh chóng và dễ dàng, cũng có thể được hàn, bắt vít hoặc dán chặt tại chỗ. Đặc biệt đây là loại vật liệu hiếm hoi có thể được tái chế 100% nên được cho là vật liệu xây dựng bền vững.