建筑材料发展历史-建筑材料

建筑材料的发展，经历了从无到有，从天然材料到人工材料，从手工业生产到工业化生产这几个阶段。

早在远古时代，人类为了自身安全和生存的需要，就已经会利用树枝、石块等天然材料搭建屋棚、石屋，为了精神寄托的需要建造了石环、石太等原始宗教及纪念性建筑物。公元前5000 年左右至17 世纪中叶被称为古代土木工程阶段。在此阶段早期，人类只会使用斧、锤、刀、铲和石夯等简单的手工工具，而石块、草筏、藤条、木杆、土坯等建造材料主要取之于自然。直到公元前1000 年左右，人类学会了烧制砖、瓦、陶瓷等制品，而到了公元之初罗马人才会使用混凝土的雏形材料。尽管在这一时期，中国出现了总结建造经验的《考工记》（公元前5 世纪）和《营造法式》（北宋李诫）等土木工程著作，意大利也出现了描述外形设计的《论建筑》（文艺复兴时期L.B.阿尔贝蒂）等，但当时的整个建造过程全无设计和施工理论指导，一切全凭经验积累。

尽管古代土木工程十分原始和初级，但无论是国内还是国外，在7000 余年的发展过程中，人类还是建造了大量的绝世土木佳作。

在公元前4000 年以后，随着原始社会的基本瓦解，出现了最早的奴隶制国家，其中古埃及、古希腊和古罗马的建筑，对世界建筑文明的发展影响最为深远。建于公元前2670 年的埃及胡夫金字塔和狮身人面像（建于公元前2610 年，司芬克斯），不仅是目前唯一未倾塌消泯的世界七大奇迹之一，而且也是当今世界上朝向最精确的建筑（正东、正南、正西、正北朝向最大差仅为1.5/10 000）；建于公元前447 年的希腊雅典卫城帕特农神庙被称为雅典的王冠，是欧洲古典建筑的典范；公元前200 年，已开始出现了由火山灰、石灰、碎石组成的天然混凝土，并用它浇筑混凝土拱圈，创造了穹隆顶和十字拱；建于公元72—82 年的意大利古罗马竞技场（科洛西姆斗兽场）拥有5 万至8 万个观众坐席和站席，并使用了雏形混凝土；建于公元5 世纪的墨西哥奇琴伊察城是古玛雅帝国的中心城，其库库尔坎金字塔既是神庙，又是天文台；建于公元532—537 年间的土耳其伊斯坦布尔圣索菲亚大教堂，用砖砌圆形穹顶营造了直径32.6 m、穹顶距地面高达54.8 m 的大空间。从这些古建筑可以看出当时的工程基本都是由砖瓦砂石堆砌或直接开凿而成的。

我国古代，蔚为奇观的土木建筑工程杰作更是不胜枚举，但多为木结构加砖石砌筑而成。譬如至今保存完好的中国古代伟大的砖石结构——万里长城，始建于公元前220 年的秦始皇时代，东起“两京锁钥无双地，万里长城第一关”的山海关，西至“大漠孤烟直，长河落日圆”的嘉峪关，翻山越岭，蜿蜒逶迤6500 余公里；“锦江春色来天地，玉垒浮云变古今”的四川都江堰工程（都江堰市城西）建于公元前256 年左右，其创意科学、设计巧妙，举世无双，至今仍造福于四川，使成都平原成为沃土千里的天府之乡；建于公元前200 年前后的秦始皇陵兵马俑不仅阵容规模庞大，而且7000 多件军俑、车马阵排列有序、军容威严，被誉为世界文明的第八大奇迹；建于北魏（公元523 年）的河南登封嵩岳寺塔、建于北宋时期的山西晋祠圣母殿、建于明永乐十八年（公元1420 年）的北京故宫太和殿，红楼黄瓦、金碧辉煌；建于公元605 年左右的隋朝河北赵县洨河安济桥（又称赵州桥），是世界上第一座敞肩式单圆弧弓形石拱桥；建于公元1056 年的山西应县佛宫寺释迦塔（又称应县木塔），千余年来历经多次大地震仍完好耸立着。(www.xing528.com)

随着工业革命的兴起，在促进工商业和交通运输业蓬勃发展的同时，也促进了建筑业的蓬勃发展。1824 年波特兰水泥的发明（英国亚斯普丁）、1856 年转炉炼钢法的发明（德国贝斯麦）和钢筋混凝土的发明与应用（1867 年）使建筑钢材得以大量生产，复杂的房屋结构、桥梁设施建设得以实现。

在这期间，西方迅速崛起，涌现出了很多具有历史意义的近代土木工程杰作。如1872 年在美国纽约建成了世界第一座钢筋混凝土结构房屋；1883 年在美国芝加哥建造的11 层保险公司大楼，首次采用钢筋混凝土框架承重结构，是现代高层建筑的开端；1889 年在法国巴黎建成的标志性建筑——埃菲尔铁塔，铁塔总高达324 m，是当时世界上最高的建筑，共有1.8 万余件钢构件，259 万颗铆钉，总重约为11 500 t，现已成为法国和巴黎的象征；建于1930 年位于美国纽约第三十三街和三十四街之间的曼哈顿帝国大厦有102 层，高381 m，雄踞世界最高建筑40 年，设有73 部电梯；1937 年在美国旧金山建成的跨越金门海峡的金门大桥是首座单跨过千米的大桥，跨度达1280 m，桥头塔高227 m，2.7 万余根钢丝绞线的主缆索直径0.927 m，重24 500 t，两岸的混凝土巨块缆索锚锭分别达130 000 t（北岸）和50 000 t（南岸）。

同一时期，我国由于闭关锁国，土木工程发展缓慢，但还是引进西方技术建造了一些有影响的土木工程，其代表主要有京张铁路、钱塘江大桥和上海国际饭店。京张铁路建于1905年，全长200 km，是由12 岁便考取“出洋幼童”成为中国近代第一批官派留学生的铁路工程师詹天佑设计并主持建设的。钱塘江大桥是我国第一座双层铁路、公路两用钢结构桥梁，于1934 一1937 年间由我国留美博士茅以升主持建设，建设中利用了“射水法”、“沉箱法”、“浮运法”等先进技术。上海国际饭店建成于1934 年，共24 层，高83.8 m，在20 世纪30 年代曾号称“远东第一高楼”。

随着科学技术的不断发展，一批像钢铁、水泥和混凝土这样具有优良性能的建筑材料相继问世，为现代的大规模工程建设奠定了基础。