PRIMJENA ARHITEKTONSKOG BETONA U … · sitnozrni beton, maksimalnog zrna agregata od 4 mm, otporan na habanje (XM2), te otporan na mraz i sol (XF4). U gornji sloj su utisnute šablone

1st International Conference on Construction Materials for Sustainable Future, 19-21 April 2017, Zadar, Croatia

1

PRIMJENA ARHITEKTONSKOG BETONA U PREDGOTOVLJENIM BETONSKIM ELEMENTIMA

Danica Jelenić1, Suzana Hozmec2 and Marijan Skazlić3 1,2Beton Lučko d.o.o. Puškarićeva 1b, 10 250 Lučko, Hrvatska e-mail: [email protected], [email protected] 3Građevinski fakultet Sveučilište u Zagrebu, Zavod za materijale Kačićeva 26, 10000 Zagreb, Hrvatska e-mail: [email protected]

SAŽETAK: Arhitektonski ili dekorativni beton je vrsta betona kod kojeg arhitekti svojom kreacijom te izvođači svojim umijećem izvedbe omogućuju da nas okružuju funkcionalni, inovativni te vrlo lijepi betonski elementi. Projektantski zahtjevi na ovu vrstu betona traže prvenstveno završni izgled površine predgotovljenih elemenata. Današni betoni se mogu proizvoditi u različitim bojama i površinskim obradama, a bez potrebe za naknadnom (završnom) obradom. Optimalna proizvodnja arhitektonskih betona odvija se u kontroliranim uvjetima, i to u pogonima za proizvodnju predgotovljenih betonskih elemenata. Na taj način se osigurava brza i ekonomski učinkovita proizvodnja uz postizanje ujednačenosti kvalitete proizvoda. U posljednje vrijeme arhitektonski betoni se proizvode i korištenjem recikliranih građevnih materijala. U ovom radu su prikazani primjeri primjene različitih vrsta arhitektonskih betona u predgotovljenim betonskim elementima.

KEY WORDS: arhitektonski beton, bojani beton, brušeni beton, pjeskareni beton, vidljivi beton.

ABSTRACT: Arhitectural decorative concrete is a kind of concrete, used by architects to express their creativity and by contractors to express their peforming ability, which makes that our surroundings is made of functional, inovative and very nice concrete elements. Demands by designers for this kind of concrete are primarily based on the final appearence of precast elements. Todays concrete can be produced in different colours and with different surface treatments, without any post-treatments. Optimal production of architectural concrete is made in controled environment, in plants for production of precast elements. Such way of production provides efficient production, in both economical and speed segment, with uniformed quality of produced elements. Lately, the architectural concrete is made of recycled building materials. In this paper are shown examples of different kinds of architectural concrete in precast concrete elements.

KEY WORDS: architectural concrete, coloured concrete, polished concrete, sandblasted concrete, visible concrete.


2

1 UVOD

Arhitektonski beton je vrsta betona koja se koristi u vanjskim i unutarnjim betonskim elementima zbog kvalitetnog i estetski prihvatljivog izgleda površine. Razvoj tehnologije betona doveo je do toga da je danas moguće napraviti arhitektonske betone najrazličitije površinske obrade, boje ili teksture. Arhitektonski betoni su posebno učinkoviti u primjeni kada se koriste kod izrade predgotovljenih betonskih elemenata. Predgotovljenim načinom gradnje postiže se smanjenje vremena i cijene gradnje, te je u tvorničkim uvjetima moguće izraditi i arhitektonski zahtijevne elemente. [1]

U ovom radu su prikazani primjeri primjene arhitektonskih betona u predgotovljenim betonskim elementima. Zajedničko za sve projekte navedene u radu jest da je izvođač pregotovljenih betonskih elemenata bila tvrtka Beton Lučko d.o.o. Tvrtka Beton Lučko se već više od 20 godina bavi proizvodnjom predgotovljenih betonskih elemenata za primjenu u svim područjima graditeljstva.

2 PRIMJERI PRIMJENE PREDGOTOVLJENIH ELEMENATA OD AR HITEKTONSKOG BETONA

2.1 Vidljivi betoni

Vidljivim betonima nazivaju se betoni koji imaju vanjsku površinu strukturirane oplate i/ili ako je beton tako oblikovan da može ostati vidljiv bez naknadnih obrada. Tipičan primjer izrade predgotovljenih betonskih elemenata od vidljivog betona odnosi je pristupna staza za spomen obilježje naziva „Slomljeni pejzaž“ na brdu Čukur kod Hrvatske Kostajnice. Ovo spomen obilježje je napravljeno 2015. godine i predstavlja jedan od najljepših spomenika Domovinskog rata. Napravljen je u znak sjećanja na poginulog ratnog snimatelja Hrvatske radiotelevizije Gordana Lederera. Pristupna staza izvedena je od ploča iz lijevanog betona različitih dimenzija, koje simboliziraju razmotanu filmsku traku. Staza se sastoji od 33 ploče različitih dimenzija, ali jednakog principa oblikovanja (vidi slike 1 i 2). Svaka ploča se sastoji od dva glavna elementa, a to su čelična oplata koja služi kao kalup u koji se lijeva beton. Dimenzija svake ploče iznosi oko 2 m2, a dubina čeličnog kalupa je 15 cm. Svaka ploča u svojem lijevom donjem kutu ima otisnutu godinu. Elementi su proizvedeni kao predgotovljeni u tvornici betona i transportirani na lokaciju. Postavljeni su na betonski temelj uz potrebnu nivelaciju i poravnavanje sa mortom.


3

Slika1: Izgled betonskih ploča za spomen obilježje Gordanu Ledereru na brdu Čukur kod Hrvatske Kostajnice

Slika 2: Izrada i montaža ploča za pristupnu stazu za Spomen obilježje Gordanu Ledereru

Kalup je izveden od čeličnih ploča debljine 5 mm koje su međusobno varene na način da oblikuju kutiju sa žlijebom preko kojeg element sjeda na kontinuirani čelični profil. Kalup se pri ugradnji sidrio pomoću čeličnih sidara u armiranobetonsku ploču. Presjek kalupa nepravilnog je oblika ukupnih dimenzija cca 900 mm/150 mm.

Antikorozivna zaštita čelika provedena je vrućim cinčanjem te antikorozivnim premazom u 3 sloja, namijenjen za korištenje u C5 kategoriji korozivnosti. Završni sloj premaza izveden je u crnoj boji. Sve mjere provjeravane su u naravi.

Beton za pristupne staze je razreda čvrstoće C30/37 te je ugrađen u kalup lijevanjem u dva sloja. Donji nosivi sloj betona debljine je 10 cm sa maksimalnim zrnom agregata od 16 mm. Gornji habajući sloj je sitnozrni beton, maksimalnog zrna agregata od 4 mm, otporan na habanje (XM2), te otporan na mraz i sol (XF4). U gornji sloj su utisnute šablone (brojevi), sa dubinom otiska od 1,0 cm. Poseban zahtjev u ovom projektu odnosio se na vidljivi beton, koji je trebao biti izveden besprijekorno glatko, bez ikakvih nepravilnosti na betonskoj površini. Površinska obrada gornjeg sloja ploče je glatka te naknadno impregnirana. Beton je izveden u natur sivoj boji. [2]

2.2 Bojani betoni

Bojani betoni postižu se korištenjem različitih pigmenata za boju i/ili uporabom različitih vrsta agregata. Prilikom dodavanja pigmenata u beton potrebno je voditi računa o ujednačnosti površine betona, te utjecaju prigmenta na mehanička i trajnosna svojstva betona. Neki od primjera građevina koje je tvrtka Beton Lučko izvela korištenjem bojanih betona su arheološki park Principij te fasadni paneli za shopping centar West Gate kod Zaprešića, stambeno naselje Rab, poslovni objekat Zadar i druge.

U projektu arheološkog parka Principij koji je završen 2014. godine korištene su armiranobetonske predgotovljene lamele malog, složenog poprečnog presjeka različitih dužina. Lamele su proizvedene u glatkoj čeličnoj oplati s uredno izvedenim rubovima od bijelog betona. Beton je razreda tlačne čvsrtoće C30/37 i razred izloženosti XS1, a za njegovu proizvodnju korišten je bijeli cement i posebni bijeli agregat (vidi sliku 3).


4

Slika 3: Arheološki park Principij i okolni javni prostor

Lamele su izvedene u pjeskarenoj površinskoj obradi, te su naknadno zaštičene od utjecaja soli iz zraka transparentnom antigrafitnom impregnacijom. Vertikalne lamele montirane su pomoću inox pričvrsnih veza u pripremljene šliceve, u prethodno izvedenim monolitnim nadtemeljnim gredama.

U ovom projektu su po zahtjevu projektanta izrađeni uzorci različite površinske obrade radi odabira površinskog izgleda, i to: pjeskareni, prani i brušeni. Na temelju izvedenih probnih modela projektant je odabrao pjeskarenu obradu. [2]

U projektu izgradnje shopping centra West Gate kod Zaprešića korišteni su betonski fasadni paneli crne boje (slika 4). Dvostruki predgotovljeni armiranobetonski zidovi proizvedeni su od dviju međusobno spojenih ploča ukupne debljine 30 cm, sa dodatkom 4 % pigmenta crne boje u svježu betonsku mješavinu, sa glatkom obradom obostrano vidljivih crnih površina. Treba istaknuti da je upravo crni pigment jedan od pigmenata koji najviše utječe na smanjenje tlačne čvrstoće betona. [2]

Slika 4: Crni fasadni paneli na shoping centru West Gate kod Zagreba

2.3 Brušeni betoni

Brušeni betoni dobivaju se završnim strojnim brušenjem površine betona te se na površini betona umjesto


5

cementne skramice vide zrnca agregata. Uslijed brušenja i poliranja površina betona je vrlo glatka. Brušeni betoni se najviše koriste u proizvodnji opločenja.

Prilikom izgradnje bazenskog kompleksa Svetice u Zagrebu, koji je završen 2016. godine, za izradu objekta i uređenje okoliša korišten je veliki broj elemenata od brušenog betona (slika 5).

Slika 5: Predgotovljeni betonski brušeni elementi u bazenskom kompleksu Svetice u Zagrebu

Bazenski kompleks Svetice je smješten na jednoj od najstarijih sportskih lokacija u Zagrebu, te je zbog svog položaja u kontaktu s maksimirskom šumom i zatečenim prirodnim ambijentom sportskog parka. U sklopu bazenskog kompleksa nalazi se olimpijski bazen (50×25 m), bazen za rasplivavanje (25x13.7 m) i mali bazen za učenje plivanja (8x6 m), te vodeno igralište, prostor wellnessa sa toplim i hladnim bazenom i vanjskim drvenim atrijem pod nebom.

Rubni dijelovi parcele ograđeni su i izgrađeni sa istoka i zapada masivnim uzdužnim servisnim traktovima dužine 120 m, a središnji prostor velike bazenske dvorane natkriven je filigranskom bijelom čeličnom konstrukcijom, osvjetljen bazilikalno te otvoren u smjeru sjevera i juga prema okolnoj prirodi, sportskim borilištima i stambenim neboderima. Uzdužni su zidovi bazenske dvorane tretirani u potpunosti eksterijerski. Njihova je površina kontinuirano obložena predgotovljenim brušenim betonskim elementima sa agregatom dravskog šljunka i ista je kao i obloga vanjskih zidova servisnih traktova.

Montažni betonski elementi za oblaganja vanjskih pročelja su pravokutni. Maksimalne dimenzije elemenata su 200 x 350 cm i 402 x 150 cm. Elementi su proizvedeni u pogonu za proizvodnju predgotovljenih betonskih elemenata, na vibrostolovima u metalnim kalupima. Element se sastoji od nosivog sloja, izvedenog od armiranog mikrobetona razreda tlačne čvrstoće C30/37. Agregat je riječni oblutak maksimalne veličine zrna od 16 do 32 mm. Završna obrada betonskog elementa izvedena je brušenjem (slika 6), i to sloj debljine 16 mm po čitavoj širini, visini i debljini elementa te se dobiva završna brušena obrada betonskih elemenata. Završni sloj izveden je sa dodacima za vodoodbojnost, poboljšanje prionjivosti za podlogu, kao i dodacima za poboljšanje elastičnosti i ugradljivosti betona. Pored betonskih brušenih elemenata za oblaganje pročelja u istoj obradi proizvedene su i isporučivane ploče za vanjsko uređenje i opločenje terasa. [2]


6

Slika 6: Izgled predgotovljenih betonskih elemenata sa završnom brušenom obradom

2.4 Prani betoni

Arhitektonski prani betoni dobivaju se na način da se na unutarnju stranu oplate stavljaju premazi koji sprečavaju vezanje cementa, te se nakon raskalupljivanja površina betonskog elementa obrađuje vodom pod pritiskom da se ispere cementna skramica. Ovakvom obradom betona zrna agregata postaju vidljiva. Na slici 7 prikazane su različite varijante izvedbe elemenata od pranog betona.

Tipični primjer primjene pranih betona odnosi se na stepenište izvedeno na Građevinskom fakuktetu u Osijeku (slika 8). Posebitost ovog projekta jest da je vanjsko stepenište izvedeno od pranog, a unutarnje stepenište od brušenog betona u žutoj boji.

Fasadni paneli od pranog betona se često koriste kod izgradnje različitih tipova poslovnih ili stambenih objekata (slika 9). Fasadni paneli su obično izvedeni kao troslojni elementi od unutarnjeg nosivog betona, sloja ekspandiranog polistirena kao izolacije te vanjskog arhitektonskog betona. Fasadne površine obrađuju se kao prani kulir granulacije 4/8 ili 8/16 mm. [2]

Slika 7: Različite varijante izvedbe elemenata od pranog betona


7

Slika 8: Stepenište od žutog pranog betona (lijevo) i unutarnje stepenište od brušenog žutog betona na Građevinskom fakultetu Sveučilišta u Osijeku

Slika 9: Izgled objekta s fasadnim panelima od pranog betona (lijevo) i detalj elementa od pranog betona (desno)

2.5 Pjeskareni betoni

Pjeskareni betoni dobivaju se obradom površine pjeskarenjem pomoću zrnaca kvarcnog pijeska ili čeličnim kuglicama, koji obrađuju površinu, oslobađaju je cementne skramice te tako ostaju vidljiva zrna agregata. Prilikom primjene metode pjeskarenja potrebno je da beton posjeduje dostatnu čvrstoću da ne bi došlo do njegovog oštećenja. Jedan od niza projekata gdje je tvrtka Beton Lučko primijenila arhitektonski pjeskareni bijeli beton jest trg u Pušći (slika 10.).


8

Slika 10: Bijeli pjeskareni beton na trgu u Pušći

2.6 Betoni s nali čjem od drugog materijala

Jedinstven primjer primjene predgotovljenog betona za izvođenje cijelog objekta uključujući i fasadnih elemenata jest sportska dvorana u Balama (slika 11). Bale su malo istarsko mjesto s oko 1000 stanovnika, većinom poljodjelaca. Projekt nove sportske dvorane se suočio s bogatim povijesnim, kulturnim i društvenim mediteranskim kontekstom. Rješenje je nađeno u interpretaciji tradicionalnih načina gradnje uz pomoć novih tehnologija u proizvodnji predgotovljenih betonskih elemenata. Tradicionalni lokalni motiv suhozida je iskorišten kao uzorak i motiv čitavog oplošja.

Slika 11: Sportska dvorana Bale

Dvorana je kompletno predgotovljena, tako da su svi nosivi i fasadni elementi izvedeni sa armiranobetonskim predgotovljenim elementima. Fasadni nosivi zidovi za vertikalno opterećenje proizvedeni su u dva sloja ukupne debljine 25 cm. Unutarnji nosivi armiranobetonski sloj debljine 15 cm proizveden je od betona razreda tlačne čvrstoće C30/37, a vanjski fasadni sloj je debljine 10 cm proizveden od prirodnog kamena utopljenog u svježu betonsku masu. Koncept dvorane je potpuno prilagođen traženoj brzini projektiranja i izvedbe od 11 mjeseci, što je bilo moguće izvesti samo sa armiranobetonskim predgotovljenim betonskim elementima. Nova dvorana izgrađena je 2005.godine. Izgled sagrađene dvorane je namjerno prilagođen okolišu, postavljanjem što manjeg mjerila, korištenjem krajolika, ali i fasadne obloge iz lokalnog kamena koja je približena izgledu starih kuća. [2]


9

Jedan od posljednjih dostignuća u ovom području jest razvoj održivih predgotovljenih panelnih sustava od recikliranog agregata pod nazivom ECO-SANDWICH. Ovaj proizvod je razvijen u sklopu znanstveno istraživačkog projekta u okviru programa CIP-EIP-Eco-Innovation 2011. Nositelj projekta je Građevinski fakultet Sveučilište u Zagrebu, Zavod za materijale. Jednan od prvih objekata koji je izveden ovom tehnologijom od strane Beton Lučko je prikazan na slici 12.

Slika 12: Montaža predgotovljenih fasadnih panela razvijenih u projektu Eco Sandwich

Zidni panel ECO-SANDWICH sastoji se od dva sloja betona koji su međusobno povezani rešetkastim nosačima od nehrđajućeg čelika. Od ukupne količine agregata potrebnog za izradu betona, 50 % je zamijenjeno s recikliranim agregatom dobivenim iz građevinskog otpada. Unutarnji, nosivi sloj betona izrađen je agregatom od recikliranog betona, dok je vanjski fasadni sloj izrađen od reciklirane opeke kao agregata u betonu. Kao toplinsko izolacijski materijal koristi se novorazvijena reciklirana vuna. Unutarnji sloj betona je povezan s nosivom konstrukcijom zgrade (stupovima, zidovima) pomoću sustava priključaka od nehrđajućeg čelika. Inovativno rješenje betoniranja vanjskog sloja predgotovljenog zidnog panela ECO-SANDWICH razlikuje opisani od sličnih proizvoda. Nakon očvršćivanja unutarnjeg sloja, postavlja se sloj toplinske izolacije, zatim se oba sloja okrenu za 180° oko uzdužne horizontalne osi, te se utapa u prethodno izliveni vanjski sloj betona na način da se između ostavi ventilirajući sloj zraka.

U cijelom životnom ciklusu (od proizvodnje sirovina, izrade, ugradnje, korištenja i recikliranja panela) ECO-SANDWICH paneli troše 43 % manje energije od sličnih fasadnih sustava. U istom životnom ciklusu ECO-SANDWICH paneli ispuštaju u okoliš oko 34 % manje CO2 plinova. [2]

3 ZAKLJU ČAK

U radu su prikazani uspješni primjeri primjene arhitektonskog betona u predgotovljenim betonskim elementima. Može se ustvrditi da je arhitektonski beton tijekom zadnjih 10-20 godina postao materijal koji posjeduje svojstva za kvalitetnu završnu obradu predgotovljenih betonskih elemenata.

Mnoge bi vrste fasada bile preskupe za izvedbu na licu mjesta. Zbog toga predgotovljeni betonski fasadni elementi omogućuju izvedbu fasada najraznovrsnijih boja, detalja, profila i tekstura uz prihvatljive cijene. Glavne prednosti primjene arhitektonskih predgotovljenih betonskih elemenata su brzina, kvaliteta i cijena gradnje te mogućnost izvedbe širokog spektra fasada.


10

LITERATURA

[1] Precast Prestressed Concrete Institute: Architectural Precast Concrete, editor S. Freedman, ISBN 978-0-

937040-78-3, Chicago, (2007) [2] Arhiva tvrtke Beton Lučko d.o.o.

Documents

PRIMJENA ARHITEKTONSKOG BETONA U … · sitnozrni beton, maksimalnog zrna agregata od 4 mm, otporan na habanje (XM2), te otporan na mraz i sol (XF4). U gornji sloj su utisnute šablone