PRAKTYKA WYKONYWANIA BETONU ARCHITEKTONICZNEGO W WARUNKACH BUDOWY.pdf

mgr inŜ. Krzysztof KUNICZUK

CEMEX Polska Sp. z o.o.

PRAKTYKA WYKONYWANIA BETONU ARCHITEKTONICZNEGO

W WARUNKACH BUDOWY

CAST-IN-PLACE ARCHITECTURAL CONCRETE PRACTICE

Streszczenie Przedmiotem referatu jest przedstawienie zarówno projektantom konstrukcji jak i wykonawcom

praktycznych uwag, dotyczących wykonywania betonu architektonicznego, obejmujących procesy

projektowania mieszanki betonowej, przygotowania deskowania, stosowania środków antyadhezyjnych,

układania i zagęszczania mieszanki, oraz pielęgnacji i napraw. Uwagi wynikające z nabytych doświadczeń mają

za zadanie zwiększenie świadomości osób biorących udział w procesie powstawania betonu architektonicznego,

a takŜe usprawnienie prac w trakcie jego trwania.

Abstract The subject of the paper is to outline to the designers as well as constructors of structures, practical

remarks referring to production of architectural concrete, , ready-mix designing, formwork preparation, the use

of adhesive agents, placing and compacting of ready-mix, as well as curing and repairs. Comments drawn from

gathered experience are directed to increase the awareness of people participating in the process of architectural

concrete production, as well as enhance the overall performance during its production.

1. Wprowadzenie

Wraz z rozwojem miast i wielkich aglomeracji beton stał się coraz intensywniej

wykorzystywanym materiałem na całym świecie. Obecnie jest on jednym z najbardziej

ekonomicznych i powszechnie stosowanych materiałów konstrukcyjnych.

Podstawowymi właściwościami charakteryzującymi beton są wysoka wytrzymałość i

doskonała urabialność. Wykorzystanie tych cech przy jednoczesnym prawidłowym

zaprojektowaniu mieszanki, wykonaniu konstrukcji na odpowiednim poziomie i zastosowaniu

betonu o jakości zgodnej z wymaganiami, pozwala w dzisiejszych warunkach na stworzenie

konstrukcji o kolorystyce, gładkości i teksturze powierzchni, które zaspokoją Ŝądania kaŜdego

nowoczesnego architekta. Taka konstrukcja nie będzie wymagała innych dekoracyjnych

materiałów. Beton przejdzie transformację od „zwykłego”, „szarego” by ostatecznie stać się

materiałem dekoracyjnym.

Pierwsze próby nadania betonowi charakteru dekoracyjności pojawiły się juŜ w początkach

XX wieku. Wówczas to zaistniały pierwsze konstrukcje z zastosowaniem „nagiego” betonu.

Przez konstrukcje takich twórców jak Perrot, La Corbusier, Skarpa czy Kahn, po latach

wytrwałej pracy architektów, wykonawców i dostawców beton zaczął być uwaŜany za

równorzędny innym materiałom dekoracyjnym równieŜ w Polsce, gdzie w ostatnich latach

pojawiła się tendencja pojmowania betonu nie przez skojarzenie z pejoratywnym wyraŜeniem

„betonowe osiedla”, a przez – budzące pozytywne asocjacje – pojęcie „beton dekoracyjny”.

985

2. Sposoby uzyskiwania betonu architektonicznego

Rozwój technologii betonu spowodował, Ŝe obecnie mamy do dyspozycji szereg róŜnych

odmian betonu funkcjonujących pod jedną nazwą – beton architektoniczny. Jego

dekoracyjność moŜna uzyskać przez zastosowanie czterech podstawowych technik uzyskania

faktury powierzchni: pozostawienie go w jego naturalnej formie, mechaniczne fakturowanie,

chemiczne opóźnienie wiązania powierzchni, a wreszcie przez kombinację tych metod.

Pozostawienie betonu w jego naturalnej formie – obiera obecnie dwa kierunki. Pierwszy

polegający na jego wykonaniu z zachowaniem odpowiedniego reŜimu technologicznego,

który ma spowodować uzyskanie powierzchni bez porów i odbarwień, drugi mający na celu

uzyskanie betonu z jego naturalnymi odbarwieniami, pęcherzami stanowiącego niejako tło dla

innych rozwiązań architektonicznych.

Mechaniczne fakturowanie powierzchni – polega na usunięciu powierzchniowej warstwy

betonu. Najczęstszymi metodami są: piaskowanie, szlifowanie, młotkowanie, groszkowanie.

Chemiczne opóźnienie wiązania powierzchni – polega najczęściej na zastosowaniu

opóźniacza naniesionego na deskowanie, a następnie usunięciu wierzchniej warstwy betonu

przy uŜyciu wody pod ciśnieniem. Środek opóźniający nanoszony jest w postaci pasty lub

lakieru, bądź w postaci arkuszy papieru nasączonego opóźniaczem, umieszczanych na

powierzchni deskowania. Głównym zadaniem opóźniacza jest spowolnienie lub

niedopuszczenie do wiązania powierzchniowej warstwy betonu, aby po rozformowaniu

moŜna było wyeksponować kruszywo, usuwając warstwę niezwiązanego zaczynu.

Wraz z róŜnymi technikami uzyskania faktury powierzchni mamy do dyspozycji trzy

podstawowe drogi barwienia betonu:

- zastosowanie białego lub kolorowego cementu,

- uŜycie chemicznych barwników do mieszanki betonowej,

- zastosowanie koloryzacji stwardniałego betonu.

Biorąc pod uwagę dostępność całej palety kruszyw, prawie nieskończonej ilości metod

formowania i nadawania tekstury w połączeniu z pigmentami i cementami obecnie jest

moŜliwe stworzenie setek rodzajów betonu o odmiennej kolorystyce, teksturze i kształcie.

Beton architektoniczny w coraz większym stopniu pozwala na realizację pomysłów i marzeń

architektów. JednakŜe razem z powszechniejszym stosowaniem betonu architektonicznego

coraz częściej mamy do czynienia z wieloma problemami w trakcie jego wykonywania.

3. Bł ę dy

Rezultaty błędów, jakie się spotyka na powierzchni betonu architektonicznego, są podobne

do spotykanych w betonach konstrukcyjnych. Mogą wynikać zarówno z niefachowego

wykonania jak i niewłaściwego dobrania właściwości betonu do warunków zewnętrznych i w

konsekwencji mogą prowadzić nawet do powaŜnych awarii budowlanych [13].

Ze względu na zagroŜenie konstrukcji awarią problemy związane z betonem

architektonicznym moŜna podzielić na konstrukcyjne i niekonstrukcyjne.

Błędy konstrukcyjne to takie, które mogą wpływać na nośność konstrukcji. Mogą mieć

charakter uszkodzeń mechanicznych (uderzenia, przeciąŜenia, przemieszczenia, wybuch,

wibracje), chemicznych (reakcja alkaliczna, czynniki agresywne, czynniki biologiczne) i

fizycznych (zamraŜanie/rozmraŜanie, oddziaływania cieplne, krystalizacja soli, skurcz, erozja,

ścieranie) [14].

Błędy niekonstrukcyjne obejmują problemy z uzyskaniem estetycznej powierzchni. Do

najczęściej spotykanych błędów powierzchni, które nie są akceptowalne w betonie

architektonicznym naleŜą: odbarwienia, nieregularne krawędzie, nadmierna ilość pustek na

eksponowanej powierzchni, widoczne połączenia poszczególnych warstw, nierównomierna

986

tekstura, widoczne cienie zbrojenia, wbudowanie obcych materiałów, zbyt duŜe róŜnice w

wyglądzie sąsiadujących elementów, plamy rdzy, odmienność wyglądu wykonanych

elementów od zaaprobowanych próbek, widoczne naprawy.

4. Przyczyny bł ę dów i sposoby ich unikania

Podstawowymi czynnikami decydującymi o betonie architektonicznym są kolor i tekstura.

Na uzyskanie odpowiedniej kolorystyki i tekstury wykonywanych elementów mają wpływ

m.in.: cement, dodatki, kruszywo, domieszki, stosunek w/c, środki antyadhezyjne,

temperatura (w trakcie pielęgnacji), deskowanie, układanie i zagęszczanie, naprawy.

4.1. Cement

Bardzo waŜnym czynnikiem, który przyczynia się do stabilności wyglądu betonu

architektonicznego jest uŜywanie tych samych materiałów. Ze wszystkich składników

wykorzystanych do produkcji mieszanki betonowej największy wpływ na kolor

wykonywanych elementów ma cement. Ze względu na fakt, Ŝe cementy tego samego typu

pochodzące z róŜnych cementowni mają inną kolorystykę, w celu zachowania jednolitej

barwy naleŜy stosować cement tego samego typu, pochodzący od jednego dostawcy.

4.2. Dodatki

W celu zwiększenia ilości frakcji miałkich dopuszczalne jest zastosowanie popiołu

lotnego. Trzeba jednak mieć na uwadze fakt, Ŝe wahania barwy tego materiału, wynikające ze

zmieniającego się udziału strat praŜenia, są o wiele większe niŜ zmiany kolorystyki cementu,

co moŜe w znacznym stopniu wpłynąć na wygląd betonu architektonicznego.

4.3. Kruszywo

Istotny wpływ na kolorystykę wykonywanych elementów ma równieŜ zastosowane

kruszywo. Kolor, rozmiar i jego geologia mają szczególne znaczenie w przypadku betonów,

w których przeprowadzono obróbkę powierzchni w celu wyeksponowania kruszywa.

4.4. Domieszki

W trakcie wykonywania betonu architektonicznego naleŜy równieŜ zwrócić uwagę na

rodzaj stosowanych domieszek chemicznych. Najczęściej ich wpływ na kolorystykę betonu

przebiega dwoma drogami:

- poprzez opóźnienie wiązania, co w konsekwencji powoduje uzyskanie powierzchni o

ciemniejszej barwie

- poprzez napowietrzenie mieszanki w wyniku czego uzyskujemy jaśniejszą barwę

betonu; (zwiększenie ilości powietrza w betonie powoduje uzyskanie jaśniejszej

barwy powierzchni [13]).

987

4.5. Stosunek w/c

Stwierdzono, Ŝe im wyŜszy stosunek w/c tym jaśniejsza powierzchnia betonu. Jest to

związane z zawartością małych pęcherzy powietrza w betonie, których znacznie większą

ilości moŜna zaobserwować w betonach o wyŜszym w/c.

Bardzo istotne jest utrzymanie współczynnika w/c na tym samym poziomie. Stwierdzono,

Ŝe zmiana w/c nawet o 0,02 prowadzi do zmiany barwy betonu [2]. Efekt miejscowej zmiany

w/c moŜna zaobserwować w przypadku niewłaściwego montaŜu deskowania, powodującego

jego nieszczelność. W wyniku wyciekania mleczka cementowego lub zaprawy powstaje beton

o zdecydowanie ciemniejszym kolorze.

4.6. Ś rodki antyadhezyjne

Środki antyadhezyjne do deskowania są wymagane prawie zawsze przy wykonywaniu

elementów na budowie. Wyjątek stanowi przypadek stosowania form specjalnych, takich jak

np. „monotuby”. Zastosowania środka antyadhezyjnego nie wymaga równieŜ wykonywanie

faktur kruszywowych z uŜyciem środków opóźniających, poniewaŜ w takim przypadku

przyczepność formy do betonu jest niewielka [5].

Stosowanie preparatów antyadhezyjnych ma bardzo duŜy wpływ na ostateczny wygląd

betonu, dlatego konieczne jest przestrzeganie podstawowych wytycznych ich stosowania,

m.in.:

- dobranie środka do warunków atmosferycznych,

- równomierne nanoszenie na powierzchnię deskowania,

- zebranie nadmiaru środka (zbyt duŜa ilość moŜe spowodować odbarwienia powierzchni).

Rys. 1. Efekt nierównomiernego nanoszenia środka antyadhezyjnego

4.7. Temperatura

Równie istotny wpływ na ostateczny wygląd konstrukcji ma rodzaj i czas pielęgnacji

betonu. Często bagatelizuje się fakt, Ŝe dojrzewanie betonu w róŜnych temperaturach

powoduje uzyskiwanie odmiennych barw powierzchni betonu. Tymczasem jest to niezwykle

istotne przy próbach wykonywania betonu architektonicznego w warunkach obniŜonych

temperatur. W celu zabezpieczenia betonu przed zamroŜeniem często stosuje się pielęgnację

w postaci elektronagrzewu. W trakcie wykonywania powtarzających się elementów i tego

typu pielęgnacji naleŜałoby zachować wyjątkowy „reŜim technologiczny” polegający na

ścisłej kontroli czasu nagrzewania i temperatury betonu w konstrukcji. Niezachowanie tych

warunków moŜe doprowadzić do uzyskania diametralnie róŜnorodnej kolorystyki

powierzchni wykonywanych elementów. Podobne rezultaty daje równieŜ przetrzymywanie w

deskowaniu przez róŜny czas poszczególnych elementów konstrukcji nawet w naturalnych

warunkach dojrzewania.

988

Rys. 2. Zmiany barwy wynikające z róŜnego czasu rozdeskowania

4.8. Deskowanie

Ostateczny efekt, jaki uzyskuje beton wykonywany na budowie jest bezpośrednio

uzaleŜniony od jakości deskowania, poniewaŜ oddaje on prawie wszystkie detale formy.

Właściwość ta moŜe być zaletą, jeśli do danej pracy zostanie wybrany odpowiedni typ

deskowania.

Z punktu widzenia projektanta wygląd betonu architektonicznego w ogromnym stopniu

zaleŜy od tekstury jego powierzchni . W celu osiągnięcia odpowiedniego efektu wizualnego

moŜliwe jest zastosowanie kilku rodzajów tekstury w jednej konstrukcji.

Rozmaite rodzaje tekstury betonu moŜna uzyskiwać przez zastosowanie róŜnych typów

deskowania. Przy wyborze rodzaju deskowania naleŜy uwzględnić pewne charakterystyczne

cechy poszczególnych jego rodzajów, m.in.:

- deskowanie drewniane – róŜne gatunki drewna powodują powstawanie innych odcieni

powierzchni betonu, podobny efekt uzyskuje się przez połączenie w jednym elemencie

deskowania uŜywanego z nowym; moŜliwość wykonania skomplikowanych elementów,

- deskowanie selektywne – prawie całkowite odpowietrzenie powierzchni, wysoki koszt

stosowania,

- sklejka wodoodporna – moŜliwość wystąpienia tzw. „marmurków” powstających w

wyniku osadzania się kropel wody na niechłonnej powierzchni deskowania; lokalnie powstają

wówczas miejsca o róŜnych wartościach stosunku w/c, które prowadzą do powstania jasnych

i ciemnych plam, beton o mniejszym w/c ma ciemniejszy kolor, zaś beton o wyŜszym w/c jest

jaśniejszy [12],

- dekowanie stalowe – moŜliwość powstania odbarwień w postaci rdzawych nalotów,

- matryce fakturowe – przy zastosowaniu matryc o duŜej głębokości faktury mogą

wystąpić problemy z odpowietrzeniem mieszanki.

989

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: