天然材料的利用及其在建筑中的应用

大约距今50万～10万年前，原始人过着群居的生活。他们只会利用天然的石块或木棍，采集野果，追杀小动物，来解决生存第一需要——食物。当时还没有能力建造居所，只能利用天然的洞穴，或“构木为巢”，以应付风寒雨雪和猛兽虫蛇的侵害。因此，这一时期的住居还不能说是建筑，也谈不上建筑材料。无论是“巢居”还是“穴居”，只是一种利用天然的条件借以栖身的办法。

大约距今10000～6000年前，人类进入了新石器时代。人类学会了打造石刀、石斧等简单的工具，并利用这些石器工具耕种、取材以及狩猎。这一时期农业已成为人类生产的重要手段，人们开始定居下来，同时出现了蓄养家禽、家畜业和制陶业。这一时期的房屋多为半地穴式，所使用的材料为天然的木、竹、苇、草、泥等。墙体多为木骨抹泥，有的还用火烤得极为坚实，屋顶多为茅草或草泥。除了住居之外，人们还建造了一些防卫用的壕堑、牲畜栏和储藏用的窖穴等生活设施。

天然石材具有比木材、泥、土等材料更坚硬、耐久的性质，但不易切割和使用。随着人类生产工具的进步，取材能力增强，人们开始利用天然石材建造房屋和纪念性结构物。最早利用大块石材的结构物当数公元前2500年前后建造的埃及金字塔。公元前400～前500年建造的古希腊雅典卫城，公元80～200年期间兴旺一时的罗马古城，也大量使用了天然石材。进入中世纪，石材建筑更是风靡欧洲，许多皇家建筑及教堂，均采用石材作为结构材料。由于石材建筑坚固耐用，因此许多建筑物得以长久地保存下来，成为人类宝贵的文化遗产。(www.xing528.com)

天然石灰是最早的胶凝材料。很早以前，人类或许在烧烤动物、烧火取暖等偶然机会中发现天然的贝壳烧过以后，其灰具有胶结能力。还有在钟乳洞内挖坑，或在石灰岩上烧过火之后残存下来的灰，用水拌合后能固化。于是人们利用这种灰，拌入植物纤维或掺入砂、土等作为胶凝材料使用。采用胶凝材料粘结块体材料，使砌筑结构物更具有整体性，人类有可能建造规模更大的建筑物或结构物。公元前2500年建造的埃及金字塔就使用了天然的石灰砂浆做胶结材，将大块的石块粘结砌成，这是目前现存的使用天然石灰的最古老的结构物。

公元前16～前11世纪（商代）的青铜器时代，由于青铜器的大量使用，使得社会生产力水平有了很大提高。同时，青铜器的使用为木结构建筑及“版筑技术”提供了很大的方便。所谓“版筑技术”，就是用木板或木棍作边框，然后在框内浇注黄土，用木杵夯实之后，将木板拆除。这是一种非常经济的筑墙方法，就地取土筑墙，木版框可以重复使用多次。利用这种技术，对天然土进行简单的加工，用于人类的住居及其他建筑物。“干打垒”是现在仍然使用的版筑技术，在我国东北寒冷地区和南方炎热地区，均有“干打垒”式墙体的房屋，具有良好的保温隔热效果。混凝土的浇注技术，也来自于最早的“版筑技术”。