Архитектурный бетон
Архитектурный бетон (лат. Architectura от др.-греч. αρχι — старший, главный и др.-греч. τέκτων — строитель; фр. Béton, от лат. bitumen — минеральная смола, асфальт) — строительная смесь на основе цементно-песчаного состава с различными минеральными и неорганическими добавками. Архитектурный бетон несет как опорную и конструктивную нагрузку, так и выполняет декоративно прикладную задачу, имеющую художественную и эстетическую ценность[1].
Словосочетания: «полимер бетон», «акрил бетон», «арт бетон», «художественный бетон», «декоративный бетон» являются синонимами понятия архитектурный бетон. Термин «архитектурный бетон» сформировался в профессиональной среде архитекторов для обозначения строительного материала, из которого можно создавать законченные архитектурные объекты[2].
Виды и назначение архитектурного бетона[править | править код]
Архитектурный бетон — высокотехнологичный строительный материал, открывающий большой спектр возможностей. Существует три основных направления применения бетона: для создания конструкций, объектов и оснований (монолитных, железобетонных и др.); использование бетона в декоративных целях, как материала для отделки уже готовых поверхностей; создание объемных художественных объектов — третье направление объединяет конструктивные и декоративные свойства архитектурного бетона: форма объединена, по сути, с текстурой и фактурой.
Изменяя состав смеси, можно получить бетон с конструктивными или декоративными свойствами:
- Преобладание конструктивных свойств бетона, для создания монолитных сооружений разных конфигураций с помощью опалубки (геометрический бетон);
- Преобладание декоративных свойств смеси: бетон, используемый для отделки и декорирования готовых поверхностей (декоративный бетон);
- Сочетание конструктивных и декоративных свойств, для создания объемных художественно-декоративных изделий: скульптур, барельефов и дикого камня (скульптурный бетон)
Бетон, с преобладанием геометрических свойств, нашёл широкое применение в Германии, как материал решающий многие задачи строительной физики[3]; применяется в строительстве современных зданий, облицовке и создании новых фасадов, внутренней отделки и изменении формы помещений[4]. Долговечность бетонных конструкций, высокопрочные структурные характеристики, разнообразные возможности конфигурации сделали архитектурный бетон наиболее востребованным материалом для возведения больших строительных объектов разнообразных геометрических форм, отливаемых при помощи опалубки[5].
Технологии декоративного бетона были запатентованы в США в 60-е годы XX столетия. Используется штампованный (stamped), напылённый (spraying) и цветной бетон для покрытий. Декоративные свойства бетона применяются для имитации натуральной каменной кладки (отделка внутренних и внешних стен). Характерной особенностью применения декоративного бетона является использование готовых резиновых и пластиковых форм с разными текстурами — матричная отделка. Для большей реалистичности поверхности натурального камня бетон окрашивается специальными красителями.
На территории России архитектурный бетон стал широко использоваться в строительстве для отливки монолитных стен, для отделки поверхностей[6], а также для создания объемных художественно-декоративных изделий: скульптур, барельефов и имитации природного камня. Скульптурный бетон отличает ручной способ создания формы и текстуры поверхности. Такие изделия обладают эстетической выразительностью, являются авторской работой и несут художественную ценность — относятся к искусству[7][8] к предмету скульптуры[9].
Состав архитектурного бетона[править | править код]
В зависимости от поставленных задач, состав бетонной смеси можно менять благодаря применению различных добавок, которые либо увеличивают конструктивные свойства (устойчивость, прочность, гидрофобность и др.) либо улучшают декоративные качества (фактура, текстура).
Для придания пластичности смеси в неё включаются дополнительные химические, минеральные добавки, полимеры, пластификаторы. Для улучшения армирующих свойств добавляют известняки, вулканические туфы, гравий, песок. Для улучшения других параметров возможно использование отвердителей, регуляторов схватывания и твердения, антивоздухововлекающе, гидрофобизирующие, уплотняющие, расширяющие, улучшающие истираемость, увеличивающих морозостойкость и др. Для изменения фактуры и текстуры архитектурного бетона в состав смеси могут входить такие составляющие — граниты, мраморы, базальт, кварциты, слюда, частицы скальных пород (доломит). Искусственные заполнители: керамическая крошка, цветное стекло и т. д.[10]
Для получения цветных бетонов применяют белые, цветные пигменты. Наиболее часто используют минеральные пигменты, которые в большинстве своем являются оксидами или солями различных металлов. Есть различные органические пигменты и красители (анилиновые и др.), которые дают интенсивное окрашивание бетона при малом количестве введения. Для получения равномерной окраски бетона используют специальные добавки-выравниватели[11]. Все эти примеси: пигменты, выравниватели, натуральные и искусственные заполнители характерны только для декоративного вида бетона, так как их использование может негативно сказаться на основных конструктивных свойствах бетона. Для того чтобы не ухудшать прочностные характеристики бетонной смеси, архитекторы и скульпторы применяют поверхностно-проникающее окрашивание уже готовой формы.
Технические характеристики архитектурного бетона[править | править код]
Технические характеристики архитектурного бетона превосходят свойства обычного бетона:
- высокая сопротивляемость проникновению хлоридов
- высокая газонепроницаемость
- регулируемые показатели деформативности, в том числе компенсация усадки архитектурного бетона в возрасте 14-28 суток естественного твердения
- сравнительно небольшой удельный вес (позволяет этому материалу крепиться на легкие стены, не оказывая большой нагрузки на фундаменты)
- устойчивость к воздействию агрессивных сред (атмосферные осадки, перепад температур — 50 °С до + 50 °С и т. д.)
- устойчивость к ультрафиолетовым лучам
- высокая сопротивляемость давлению
- высокая противоударная прочность
- хороший коэффициент звукопоглощения
- пожаробезопасный материал [12]
- легко моющийся, не скользящий материал
Технические характеристики объектов, изготовленных из архитектурного бетона[править | править код]
№ | Наименование показателей изделий | Ед.изм. | По требованиям ГОСТ 1760891 | По факту |
---|---|---|---|---|
1 | Класс (марочность) изделий: по прочности на сжатие | кг/см2 | В22,5-В30 (300-450) | В30 min 450 |
2 | Класс по морозостойкости (в солях) | - | F 200 | F 350 |
3 | Водопоглощение | % | 5 | 4,4 |
4 | Истираемость (ГОСТ 13015.0) | г/см3 | 0,9-0,7 | 0,2-0,3 |
5 | Отклонение геометрических параметров: длина, ширина, толщина | мм мм | + 5 + 5 | + 1 + 1 |
6 | Цементно-водное отношение (ц/в) | % | 45 | 17 |
7 | Категория лицевой поверхности | - | КПЕ-КП3 | КП1 |
8 | Прочность через сутки в процессе естественного твердения | МПа | 25-30 |
Технология изготовления архитектурных форм из бетона[править | править код]
Технологии изготовления форм из бетона существуют разные: вибрирование, ударное формирование[11], сухое/мокрое вибропрессование, фибро-бетон и др., все они зависят от назначения, типа бетона и масштабов производства. Каждому виду архитектурного бетона присуща своя технология изготовления форм:
Геометрический бетон
- Монолитные стены. Отливка монолитных стен происходит посредством съемной опалубки, которая позволяет создавать различные криволинейные поверхности, широко используемые для создания архитектурных форм в современном строительстве. Процесс армирования и заливки бетона остается неизменным[11].
Декоративный бетон
- Изготовления печатного (штампованного) бетона. Подготовка основания, армирование и укладка бетона производится обычным способом. После того как поверхность бетона выровнена начинается его декоративная обработка. Для получения желаемого цвета на влажную поверхность бетона наносится цветной порошок-закрепитель и гидрофобный красящий порошок, который предотвращает прилипание бетона к штампам. После чего на ещё сырой бетон укладываются текстурные резиновые маты и аккуратно продавливаются с помощью ручной трамбовки — матричная отделка.
Скульптурный бетон
- Изготовление скульптурных объектов, дикого камня ручной работы. При создании крупных художественных архитектурных объектов для прочности сооружения сваривается железобетонный армированный каркас из геометрически неизменяемых форм в виде любой сложной конструкции, заданной художником, обтягивается сеткой, на которую наносят раствор архитектурного бетона. После того как бетон достигнет консистенции скульптурной глины или пластилина, скульптор вылепливает и вырезает необходимую форму и придает с помощью специальных инструментов (стека, нож, петля, т.д.) текстуру[13], создавая художественный объект. Технология изготовления форм скульптурного бетона объединяет положительные свойства технологий геометрического и декоративного бетонов и улучшает их: позволяя создавать любые художественные криволинейные формы и текстуры.
Благодаря технологии изготовления декоративные элементы, изготовленные из архитектурного бетона, позволяют размещать инженерные системы внутри своих железобетонных конструкций: в полостях прокладываются кабели, провода, трубы, воздуховоды вентиляции.
Способы обработки поверхности и защита архитектурного бетона[править | править код]
Архитектурный бетон становится декоративным после того, как бетонные поверхности прошли заключительный этап технологического процесса — определённую обработку. Кроме того обработка используется для защиты поверхности от внешних воздействий и агрессивных сред. Для этого могут применяться специальные способы консервации поверхности, например, флюатирование, гидрофобизация, пропитка полимером, обработка поверхности специальными составами, проникающими внутрь бетона и кольматирующими его поры и капилляры. Подобная обработка повышает стойкость бетона и обеспечивает сохранение внешнего вида его поверхности в течение длительного времени без специального ухода[11]. Способы обработки различны для каждого из видов бетона:
Промышленная обработка (геометрический):
- Шлифовка и полировка: сухая поверхность архитектурного бетона может быть не только отшлифована, но и дополнительно отполирована (это можно сравнить с одним из этапов технологического процесса изготовления мозаики, когда бетонная поверхность становится гладкой поверхностью отполированного гранита).
- Пескоструйная обработка: внешне похожа на эффект, который даёт подкисление — верхний поверхностный слой бетона размывается, создавая неровности фактуры.
- Другие способы обработки: воздействие на бетонную поверхность путём кислотно-щелочной реакции[5], обработка огнём, эпоксидное (защитное) покрытие и др.
Использование готовых форм (декоративный):
- Штампованные формы: на сырую поверхность изделия из архитектурного бетона накладываются специально изготовленные из пластмассы, резины и т. д. штампы, имитирующие различные рельефные формы и фактуры (камня, кирпича, сланца, булыжника, коры дерева, окаменелостей, ракушек и мн. другого).
- К декоративным способам обработки также относятся: штампование по стяжке, полупрозрачное окрашивание и др.
Художественная обработка (скульптурный):
- Механическая обработка застывшей бетонной поверхности: здесь применяются многие приспособления, известные при обработке природных каменных поверхностей (острые металлические инструменты, пики, кирки; специальный молоток).
- Гравировка: на поверхности архитектурного бетона с помощью таких инструментов, как углошлифовальные машины с алмазными режущими дисками и других инструментов, разработанных специально для резки по бетону, прорезываются контуры и канавки, которые имитируют плитку, камень-плитняк, геометрические фигуры, прямые или изогнутые линии, узоры.
- Скульптурный бетон: Создание формы происходит аналогичным образом, как при художественной лепке скульптурным (пластическим) способом — создание формы из целого куска, отсекая лишнее, используется скульптурная техника резьбы или комбинированная техника резьбы и лепки[14]
- Художественная окраска: поверхностно проникающее окрашивание готового художественно-декоративного объекта художником-скульптором, с применением воднодисперсных красок на основе полиакрилатов, при помощи различных художественных техник.
Защита поверхности:
- Нанесение декоративного слоя покрытия
- Герметизация
- Водоотталкивающая обработка
- Грязе-, пыле- и жироотталкивающая обработка
- Защита от граффити
- Защита от прочих возможных воздействий внешних факторов окружающей среды
За скульптурными объектами из архитектурного бетона особый уход не требуется. В помещении обслуживание сводиться к удалению пыли с поверхности с помощью пылесоса, при необходимости можно мыть простой водой с мылом. Для удаления пыли и грязи возможно применение оборудования, предназначенного для мойки машин — простая вода под напором без применения химически активных добавок. Атмосферные осадки — снег, вода — не могут нанести сколько-нибудь серьезных повреждений любым объектам из архитектурного бетона.
См. также[править | править код]
- Бетон
- Железобетон
- Стойкость бетона
- Монолитное строительство
- Скульптура
- Декоративно-прикладное искусство
- Резьба по камню
- Лепка
- Малые архитектурные формы
Литература[править | править код]
- Краткий словарь по эстетике
- Некрасова Н. А., Некрасов С.И., Садикова О.Г. Тематический философский словарь: Учебное пособие – М.: МГУ ПС (МИИТ), 2008. - 164 с.
- Федеральный закон 169-ФЗ. Об архитектурной деятельности в Российской Федерации
- Шильд Е. Строительная физика – М.: Стройиздат, 1982
- Корчагина О. А. Бетоны и строительные растворы – Тамбов: Издательство ТГТУ, 2004
- Левит С. Я. Энциклопедия "Культурология XX век" – СПб Университетская книга, ООО «Алетейа», 1998
- Баженов Ю. М. Технология бетона — 3-е изд. — М.: Изд-во АСВ, 2003 — 500 с.
- Новиков И.В. Каменные и бетонные работы – М.: Вече, 2006
- Иванова И.Н. Рисование и лепка – М.: издательский центр «Академия», 2011
- Соколов В.Н. Лепка фигуры – М.: издательство академии художеств СССР, 1962
- Hessenberg K. Sculpting Basics – Quarto Publishing plc., 2005
Примечания[править | править код]
- ↑ Краткий словарь по эстетике
- ↑ Федеральный закон 169-ФЗ. Об архитектурной деятельности в Российской Федерации
- ↑ Beton.org
- ↑ RoomStone
- ↑ 1 2 Architekturpreis Beton Архивировано 17 октября 2014 года.
- ↑ БЕТОН.РУ
- ↑ Искусство // Культурология. XX век. Энциклопедия (рус.). — 1998.
- ↑ Культурология
- ↑ Ваяние
- ↑ Корчагина О. А. Бетоны и строительные растворы. — Тамбов: Издательство ТГТУ, 2004 г.
- ↑ 1 2 3 4 Баженов Ю. М. Технология бетона — 3-е изд. — М.: Изд-во АСВ, 2003 — 500 с.
- ↑ Bundesverband Leichtbeton e.V.
- ↑ Соколов В.Н. Лепка фигуры — М.: Издательство Академии художеств СССР, 1962 г.
- ↑ Хессенберг К. Скульптура для начинающих, М.: Арт-родник, 2006 — ISBN 5-9561-0187-3