sl. 1. Nestandardne predgotovljene betonske ploče (Riva, Split, Hrvatska)
Iako je kao građevni materijal prisutan još od antike,1 šira primjena betona počinje u 19. stoljeću zahvaljujući otkriću portland cementa,2 te posebice u prvoj polovici 20. stoljeća usavršavanjem armiranoga betona i njegovom primjenom u izvedbi nosivih konstrukcija.
Izvrsna tehnička svojstva, mogućnosti oblikovanja i ekonomičnost primjene čine beton univerzalno primjenjivim materijalom koji u projektima vanjskih prostora može služiti za izvedbu potkonstrukcija (betonske podloge, temelji i sl.), konstrukcija (zidovi, mostovi, pergole i dr.) te završnih ploha/obloga.
sl. 2. Armiranobetonska platforma/vidikovac (Sohlbergplassen, Norveška)
Osnovna tehnička obilježja betona (koja mogu varirati ovisno o njegovu sastavu) su dobra tlačna čvrstoća,3 trajnost, negorivost, mali troškovi održavanja, otpornost na smrzavanje, habanje, atmosferilije, sol i sl., dok se kao nedostatak može izdvojiti osjetljivost na toplinski rad (temperaturne deformacije), velika vlastita težina, poroznost i sl.
Sastav betona čine agregat,4 cement 5 i voda,6 pri čemu agregat u pravilu čini 3/4 (60%–75%) mase betona, a cementna pasta oko 1/4 mase betona (10%–15% cementa, 15%–20% vode). Dodatkom različitih aditiva (kemijskih dodataka poput plastifikatora, aeranata, pigmenata i sl.) u masu betona 7 mogu se mijenjati pojedina tehnička ili oblikovna svojstva.
sl. 3. Betonska hodna ploha izvedena in situ (Jardim da Fundação Calouste Gulbenkian, Lisabon, Portugal)
U kontekstu izvedbe vanjskih prostora jedno od bitnih tehničkih obilježja betona jest njegova otpornost na smrzavanje za koju je ključan vodocementni faktor (v/c), pri čemu optimalni omjer udjela vode i cementa za elemente direktno izložene atmosferilijama iznosi 0,5 (1 litra vode na 2 kilograma cementa).8
Jedna je od osnovnih podjela betonskih elemenata prema mjestu izvedbe, pri čemu razlikujemo elemente izvedene in situ i predgotovljene betonske elemente. Oblikovna i tehnička obilježja betonskih elemenata koji se izvode in situ ovise o mnogim čimbenicima, od kojih treba izdvojiti sastav betona (vodocementni faktor, kvaliteta cementa i sl.), vrstu oplate, debljinu zaštitnog sloja armature i način izvedbe dilatacija.
sl. 4. Predgotovljena betonska klupa
Predgotovljene betonske elemente karakterizira tvornička proizvodnja u kontroliranim uvjetima (vlažnost agregata, količine boje, cementa, vode, aditiva i sl.), pri čemu standardnu (serijsku) proizvodnju čini betonska galanterija i specijalni (armirano)betonski proizvodi, dok se ovisno o potrebama i mogućnostima projekta mogu proizvesti i specifični elementi u ograničenoj seriji.9
Betonsku ‘galanteriju’ čine (nearmirani) proizvodi koji se najvećim dijelom dobivaju prešanjem betona u kalupima,10 a koriste se kao elementi za oblaganje horizontalnih (hodnih/kolnih) površina (opločnici, ploče, travne rešetke, rubnjaci i sl.), elementi površinske odvodnje (rigoli, cijevi), stube, taktilne ploče i dr., dok ‘specijalne’ proizvode čine (armirano)betonski elementi poput ploča za zatvaranje tramvajskih kolosijeka, instalacijskih okana (šahtova), cestovnih zaštitnih ograda, zidova za zaštitu od buke i sl.
sl. 5. Obalna šetnica izvedena elemetima od bijelog betona (Plaža Mulini, Rovinj, Hrvatska)
Kao posebna vrsta predgotovljenih betonskih elemenata može se izdvojiti urbana oprema (dijelom ili u cjelini) izvedena od betona poput klupa, prometnih barijera, perivojnih ograda/zidova i sl.
Za izvedbu vizualno izloženih (armirano)betonskih elemenata najbolja je uporaba bijelog cementa 11 kojim se osigurava pouzdani razvoj (visoke) čvrstoće, trajnost, otpornost na smrzavanje, istovjetnost boje i obradivost završne plohe, a kao nedostatak može se izdvojiti viša cijena (u odnosu na ‘klasični’ cement).
sl. 6. Detalj plohe betonskog zida izvedenog daščanom oplatom
Na izgled vertikalnih betonskih ploha bitan utjecaj ima vrsta oplate, pri čemu razlikujemo vodonepropusne oplate (metalne ili od vodonepropusne šperploče), koje osiguravaju ravnu/glatku površinu bez šupljina 12 i oplate od prirodnog drva (drvenih dasaka) koje rezultiraju plohom betona s površinskom strukturom drva.
S obzirom na izloženost atmosferilijama, utjecaju soli, habanju i sl., zaštitni sloj armature betona uobičajenih konstrukcija u vanjskome prostoru, ovisno o razredu izloženosti, klasi betona i položaju plohe (vertikalni ili horizontalni elementi), treba biti debljine od 2,0 do 5,5 cm.13
sl. 7. Detalj plohe betonskog zida izvedenog vodonepropusnom oplatom (Koshino House, Ashiya, Japan)
Specifične situacije mogu zahtijevati izvedbu posebnih vrsta betona, pri čemu u recentnim projektima vanjskih prostora treba istaknuti primjenu ‘self-compacting’ betona, mikroarmiranog betona 14 i mlaznog (‘torkret’) betona.
‘Self-compacting’ beton je razmjerno nova tehnologija 15 koja se koristi za izvedbu skulpturalnih elemenata kod kojih je potrebna visoka kvaliteta i homogenost betonske plohe.16
Tablica 1. Minimalna klasa betona i minimalni zaštitni sloj armature ovisno o razredu izloženosti betonskog elementa
!/storage/clanci/3250/tablica 1.jpg!
Ovu vrstu betona karakterizira visok udio sitnog agregata i kamenog brašna, nizak vodocementni faktor i dodatak superplastifikatora, čime se postiže konzistencija i viskozitet svježega betona (gusta tekućina poput meda) koji omogućava ujednačenu (visoku) kompaktnost presjeka betonskog elementa i otpornost na vanjske utjecaje (atmosferilije) nakon stvrdnjavanja.
Mikroarmirani beton podrazumijeva (dodatno) armiranje čeličnim ili optičkim staklenim vlaknima koja se pri ugradbi ravnomjerno distribuiraju po cijelom volumenu čime se omogućavaju tanji presjeci betonskih elemenata, osigurava kvalitetna homogena završna ploha, preciznost i čvrstoća rubova i uglova te se sprječava njihovo pucanje, pri čemu mikroarmiranje optičkim vlaknima rezultira i oblikovno specifičnim translucentnim betonom.
sl. 8. Sl. 55. Kubusi izvedeni ‘self-compacting’ betonom (Polje stela, Berlin, Njemačka)
Mlazni/špricani beton (torkret-beton) 17 izvodi se špricanjem mase betona na podlogu kompresorskim pumpama, pri čemu razlikujemo suhi i mokri postupak.18 Uobičajeno se koristi za betoniranje kosih/vertikalnih zemljanih ili kamenih površina (za ojačavanje prirodnih stijena, prilikom gradnje tunela, zaštite od erozije i sl.), a u suvremenim se projektima perivojne/ pejsažne arhitekture zbog svojih tehničkih karakteristika najčešće koristi za izvedbu volumena organske geometrije.
Ovisno o specifičnim potrebama projekta moguća je izvedba vodonepropusnog i vodopropusnog betona. Iako je beton u osnovi porozan materijal 19 i ne može biti u potpunosti vodonepropustan,20 za izvedbu konstrukcija poput betonskih podloga u vodozaštitnim područjima, bazena, vodosprema, septičkih jama i sl. koristi se vodonepropusni beton koji se dobiva izradom cementne smjese s niskim vodocementnim faktorom (do 0,5) i primjenom aditiva (superplastifikatora)
koji pružaju visoku kompaktnost.21
sl. 9. Detalj betonske plohe armirane optičkim vlaknima
Posebnu vrstu betona čini vodopropusni beton koji se može izvesti kao završni sloj hodnih površina ili kao podloga kompozitnih vezanih konstrukcija, 22 a dobiva se izuzimanjem sitnog agregata (0/8 mm) u procesu proizvodnje, čime se omogućava stvaranje makropora u strukturi betona.
Beton koji se izvodi in situ možemo podijeliti i po načinu primjene ovisno o čvrstoći betona, pri čemu razlikujemo konstruktivni beton ili beton normalne (visoke) čvrstoće 23 (u pravilu armiran, za izvedbu konstruktivnih elemenata, hodnih površina, elemenata urbane opreme i sl.) i podložni (mršavi) beton 24 koji se koristi za izvedbu nearmiranih betonskih podloga za ugradbu rubnjaka, kamenog popločenja i sl.
sl. 10. Volumeni izvedeni mlaznim betonom (Waldpark, Potsdam, Njemačka)
Tehničke karakteristike betona kao materijala omogućavaju široku paletu površinskih obrada poput bojanja, ispiranja, četkanja, profiliranja,
brušenja, pjeskarenja, poliranja i sl.
Bojanje treba biti cjelovito (dubinsko) — primjenom specifičnog agregata i/ili cementa 25 ili dodavanjem pigmenata u masu svježeg betona, dok bi površinsko bojanje (nakon stvrdnjavanja betona) trebalo izbjegavati.
sl. 11. Izgled pješačke staze izvedene vodopropusnim betonom
Ispiranjem i četkanjem se postiže oblikovni učinak naglašene teksture kamene matrice,26 a poliranjem se naglašava struktura i boja betona 27 (treba naglasiti da u vanjskim prostorima površinska obrada poliranjem nije primjerena za hodne plohe jer ne osigurava protukliznost).
Profiliranje se može izvesti postavom različitih matrica/šablona u oplatu (vertikalne plohe) odnosno postavom/utiskivanjem šablona u masu svježega betona prije vezanja (horizontalne plohe), dok se pjeskarenje 28 može primijeniti tijekom izvedbe (kako bi se ostvarila boja i struktura površine sličnija kamenu) ili kao metoda obnove betonske površine (čišćenje, skidanje patine).
sl. 12. Detalj hodne plohe izvedene pranim kulirom
1. u Egiptu, Grčkoj i posebice u Rimu, u kojem je tzv. pucolan cement (smjesa vapna i vulkanskog pepela) sustavno korišten za izvedbu podvodnih konstrukcija rimskih luka, ali i drugih građevina poput Panteona (pucolan je naziv dobio po mjestu Pozzuoli blizu Vezuva)
2. prvi ‘portland cement’ proizveo je graditelj Joseph Aspdin 1824. godine pečenjem smjese gline i vapna (naziv je dobio prema boji betona sličnoj vapnencu iz okolice Portlanda u Engleskoj), dok je 1845. godine Isaac Johnson pečenjem iste smjese na višoj temperaturi (oko 1450 °C) dobio cementni klinker odnosno cement tehničkih karakteristika vrlo sličnih današnjem cementu (materijalu sukladnom EN 197.1)
3. vlačna čvrstoća se ostvaruje ugradbom armature u obliku čeličnih mreža i/ ili šipki obzirom da čelik ima oko 100 puta veću vlačnu čvrstoću od betona.
4. uobičajeni agregati su šljunak i pijesak, mogu se koristiti i reciklirani građevni materijali poput drobljenog kamena, opeke ili betona, a iz oblikovnih razloga moguće je koristiti i druge materijale poput drobljenog stakla i sl.
5. cement je vezni element koji određuje čvrstoću betonske mješavine. Razlikujemo silikatne i aluminatne cemente pri čemu je u arhitekturi najčešće korišten (silikatni) portland cement
6. kemijski čista, bez primjesa, pH 4,5–9,5
7. do 0,1% ukupne mase
8. u betonu koji nije izložen atmosferilijama, velikim promjenama temperature i sl. vodocementni faktor je oko 1
9. u pravilu za potrebe većih projekata kada takva ograničena serija može biti ekonomski opravdana (primjerice, betonske ploče i elementi urbane opreme izvedeni posebno za uređenje splitske rive prema projektu Studija 3LHD)
10. proizvodni program pojedinih proizvođača uključuje i elemente izvedene posebnom tehnologijom lijevanja koja omogućava ‘plemenitiji’ izgled betonske plohe (imitacija kamena)
11. bijeli portland cement koji sadrži 95–100% bijeloga portlandskoga cementnog klinkera uz dodatak gipsa kao regulatora vezanja
12. pri čemu je bitno osigurati kvalitetan sastav betona i dobro vibriranje pri ugradbi kako se ne bi pojavile razlike u boji i strukturi površine
13. klase izloženosti XC1–XC4 podrazumijevaju koroziju armature uzrokovanu karbonizacijom, klase izloženosti XD1-XD3 koroziju armature uzrokovana kloridima koji nisu iz mora, a klase izloženosti XS1-XS3, XF1-XF4, XA1-XA2 koroziju armature uzrokovanu kloridima iz mora
14. ‘Self compacting’ i mikroarmirani beton se najčešće međusobno dopunjuju i rabe kao jedinstvena tehnologija
15. tehnologija ‘self-compacting’ betona razvijena je u Japanu 1980-tih godina za potrebe izvedbe betona visoke čvrstoće i trajnosti u arhitektonskim i građevnim konstrukcijama, primarno za armiranobetonske presjeke s gustim armaturnim koševima
16. jedan od poznatijih primjera primjene ‘self-compacting’ betona je Polje stela u Berlinu, arhitekta Petera Eisenmana.
17. eng. shotcrete/jetcrete. Ime ‘torkret’ dobio je po nazivu proizvođača pumpi za beton
18. kod suhog postupka suha se mješavina cementa i agregata potiskuje komprimiranim zrakom, a voda se dodaje na završetku mlaznice prilikom izbacivanja mješavine, dok se u mokrom postupku mješavina priprema s vodom pa se nakon toga potiskuje kroz mlaznicu (komprimirani zrak se pojavljuje na ustima mlaznice i raspršuje beton u željenom smjeru). U objema metodama mogu se dodavati aditivi i (mikro)armatura
19. ‘Obični’ beton sadrži kapilarne pore i šupljine te upija vodu
20. za konstrukcije (poput bazena) koje zahtijevaju visok stupanj vodonepropusnosti, osim vodonepropusnog betona nužna je izvedba hidroizolacijskog sloja.
21. sprječavanje stvaranja makropora kako unutar matrice tako i između agregata i cementa
22. vidjeti poglavlje Hodne površine
23. C 20/25–C 50/60
24. C 12/15
25. primjena bijelog cementa osigurava veći intenzitet i trajnost boje
26. llasičnu površinsku obradu betona ispiranjem i četkanjem predstavlja izvedba kulira koji može imati razne oblikovne varijacije ovisno o tipu agregata (vrsta kamena, granulacije) i cementa (klasični ili bijeli) te pigmentima
27. polirani beton ili teraco (terazzo) je materijal iznimnih tehničkih karakteristika i oblikovnih mogućnosti koje ovise o primjenjenom agregatu, vezivu (bijeli/sivi cement ili polimeri) te dodanim pigmentima
28. pjeskarenje (suho ili mokro) jest postupak skidanja površinskog sloja cementa smjesom abrazivnog sredstva (mljevena šljaka, elektrokorundi, mljevena kora oraha, plastični granulati i sl.) i zraka (i vode) pod visokim tlakom (4–8 bara)
IZVORI FOTOGRAFIJA
Sl. 1. [http://www.3lhd.com/hr]
Sl. 2. [Krauel, 2008: 9]
Sl. 3. [autor]
Sl. 4. [http://www.escofet.com]
Sl. 5. http://www.3lhd.com]
Sl. 6. [Vignelli, 2003: 31]
Sl. 7. [autor]
Sl. 8. [Krauel, 2009: 123]
Sl. 9. [http://www.soa.utexas.edu]
Sl. 10. [McLeod, 2008: 30]
Sl. 11. [Margolis, Robinson, 2007: 160]
Sl. 12. [autor]
Izvor: Članak je preuzet iz knjige "Materijali i konstrukcije u arhitekturi vanjskih prostora", autora Damira Krajnika i objavljen je u suradnji s knjižarom UPI2M BOOKS. Više informacija o knjizi možete dobiti putem niže navedenih kontakata.
