Мануал специалиста

www.archi.ru
Размещено на портале Архи.ру (www.archi.ru)
24.04.2024
Мануал специалиста
Анна Старостина
Объяснение различий между разными видами бетона: конструктивным, лицевым, архитектурным, фактурным и прочим – и расшифровка технических особенностей и требований к современному бетону. Подробности в тексте. Конструктивный Бетон, предназначенный для изготовления несущих строительных конструкций. К таким конструкциям предъявляются лишь требования, связанные с несущей способностью, однако это не означает, что они не могут использоваться в интерьере. Присутствие такого бетона в необработанном виде вполне допустимо, но для архитектора это, конечно, неизбежно станет дополнительным художественным вызовом – ему предстоит придумать, как именно поверхности такого рода можно сделать неотъемлемой частью обитаемого интерьера (офисного или рабочего). Стадион в Цюйчжоу Фотография CreatAR Images © MAD Architects Посетительский центр Геологического парка Бухайс Фото © Tim Sheridan Площадь Элефтерия. Реконструкция Фото © K.Arkatites Харбинский центр дизайна Фото © Xu Yiwen Лицевой Бетон, к конструкциям из которого предъявляются требования не только по несущей способности, но и по классу поверхности. Соответственно, это бетон с высоким качеством поверхности, которое делает возможным его использование в помещениях любого назначения без какой-либо дополнительной отделки. Галерея Джеймса Симона Фото © Ute Zscharnt for David Chipperfield Architects Кантональный музей изящных искусств в Лозанне Фото © Simon Menges Архитектурный Бетон, который помимо высокого качества поверхности также может похвастаться заданным рисунком и цветом. Иными словами, это бетон, отлитый во имя эстетики под чутким наблюдением архитектора, который определяет оттенок в соответствии с концепцией проекта, а также вручную режиссирует шаг шпилек и рисунок швов. В глоссариях тематических сайтов и переводных изданий также можно встретить такие определения, как декоративный, скульптурный или архбетон, но они, скорее, указывают на типологию реализованных из данного материала объектов, чем на сам тип – по большому счету, это тот же архитектурный бетон, использованный для реализации различных художественных замыслов. Основные типы поверхности архитектурного бетона Естественный Бетон, имеющий ровную невскрытую бездефектную поверхность и приготовленный без использования красителей, в основном белого или различных оттенков серого пигмента. Из такого типа бетона изготавливается подавляющее большинство несущих конструкций. Фактурный Поверхность, имеющая фактуру, то есть выступающие или вдавленные формы различной конфигурации. Штаб-квартира ST International и арт-пространство SONGEUN Фото © Jihyun Jung. All rights reserved Обработанный Бетон, имеющий колотую или специальным образом обработанную поверхность со вскрытыми заполнителями. Это отшлифованные, отпескоструенные, протравленные или обработанные различными другими способами поверхности. Цветной Бетон, залитый из смеси с содержанием минеральных или органических красителей. Датский неврологический центр © BIG Центр инноваций INES © Pezo von Ellrichshausen Центр инноваций INES © Pezo von Ellrichshausen Основные технологические факторы, влияющие на качество поверхности бетона Качество опалубки Бесспорно, наиболее значимый фактор – это качество опалубки, то есть специальной вспомогательной конструкции, которая в процессе заливки служит для придания монолиту желаемых параметров, в первую очередь таких как геометрия и структура поверхности, а по окончании работ удаляется. Смазка поверхности опалубки Не менее важный по значению фактор – это смазка поверхности опалубки. Она необходима для того, чтобы облегчить отделение опалубки от бетона, обладающего адгезией к поверхности любого оборудования. Смазку необходимо наносить тонким слоем по всей поверхности опалубки – и только после возведения арматурного каркаса. Перед применением бетонно-отделяющих средств обязательно нужно использовать его на тестовых образцах, чтобы понять, как он взаимодействует с конкретной бетонной смесью. Технология укладки и уплотнения бетонных смесей Разрабатывается на стадии анализа рабочих чертежей и приводится в проекте производства работ или в специальном технологическом регламенте. Здесь одинаково важны и направление подачи бетонной смеси (должна производиться соосно с осью конструкции), и степень ее уплотнения. В частности, если направление подачи бетонной смеси будет находиться под углом к оси конструкции, то часть содержащегося в смеси щебня может, отскакивая от арматуры и опалубки, сосредотачиваться в защитном слое бетона – это неизбежно приведет к щебенистости на поверхности. Что же касается уплотнения, то даже высокоподвижные бетонные смеси необходимо уплотнять в опалубке слоями толщиной не более 50 см – в противном случае воздух будет выгоняться и оставаться на опалубке, что, опять же, скажется на качестве финальной поверхности самым плачевым образом. Толщина защитного слоя Позволяет избежать проявления арматурного каркаса на бетонной поверхности. В отечественных нормах толщина защитного слоя продиктована несущей способностью бетона, а также соображениями защиты от коррозии и, к сожалению, никак не связана с эстетикой. В тех случаях, когда высокое качество финальной поверхности критически важно для архитектуры объекта, строители советуют увеличивать защитный слой – со стандартных 50 мм до 70 или даже 80 мм. Однако при слишком большой величине защитного слоя возникают свои риски – например, повышается вероятность появления усадочных трещин. Соблюдение сроков выдерживания бетона в конструкции и корректная распалубка При оценке качества бетонной поверхности важно помнить о том, что сразу после распалубливания на бетонной поверхности могут быть желтые подтеки, которые оставляет бетонноотделяющее средство. Природа бетона такова, что все эти проявления выветриваются со временем, а подтеки, соответственно, устраняются. График поставки смесей на площадку Если объем смесей будет приходить на стройплощадку неравномерно, то в конструкции будут образовываться холодные швы, что непосредственным образом отразится на качестве поверхности. Важно помнить о том, что даже если в массиве конструкции смесь с помощью вибраторов будет усреднена, в защитном слое, куда вибрация достигает в меньшей степени, технологические швы будут видны. Транспортирование бетонных смесей Обычно для смеси архитектурного бетона строители рекомендуют использовать отдельный узел приготовления бетона и отдельный парк транспортных средств. Это связано с тем, что в любом бетоносмесителе, бетоновозе и бетононасосе остаются фрагменты предыдущих смесей – остатки будут перемешиваться с новой смесью и неизбежно «проступят» на поверхности конструкции. Влияние климата на проектирование и реализацию конструкций Основная особенность работы с архитектурным бетоном в России связана с климатом нашей страны. В отличие от многих «бетонных» держав, у нас каждый год бывают холодные зимы, а значит, любой фасад здания, предназначенного для долгосрочного пребывания людей, требует утепления. В каком-то смысле это противоречит самой идее архитектурного бетона, то есть поверхности, которая не требует никакой дальнейшей отделки. Но выход, конечно, есть – и заключается он в реализации трехслойных конструкций, то есть внешней и внутренней стен, между которыми размещается теплоизоляционный слой. При условии, что обе стены отливаются из бетона, мы и получаем здание, которое демонстрирует красоту естественной поверхности бетона как снаружи, так и изнутри. Конечно, по такой технологии здание возводится дольше, чем его «одностенный» аналог в теплом климате, однако у объектов, построенных именно таким образом, есть ряд неоспоримых преимуществ. Это, прежде всего, повышенная звукоизоляция всех внутренних пространств и их в прямом смысле надежность – такой дом является очень крепким, устойчивым и, как следствие, долговечным. Вопрос сезонности строительных работ возникает у любого, кто связан с архитектурным бетоном. Заливать бетон при отрицательных температурах нежелательно – это может непредсказуемо повлиять на цвет итоговой поверхности (это особенно не рекомендуется делать, если соседняя стена заливалась при более теплой погоде – когда бетон наберет прочность, он, скорее всего, приобретет другой оттенок), а также способствовать появлению дополнительных усадочных трещин. Вывод: для того, чтобы не останавливать стройку зимой, необходим защитный тепловой контур, а при сильных морозах работы в любом случае придется прервать. И, конечно, очень важен уход за бетоном после заливки. Бетон – это единственный строительный материал, который со временем улучшает свои свойства. Если за ним не ухаживать, если не следить за тем, как будут осуществляться температурные отвердения бетона, то в нем могут возникнуть необратимые дефекты, особенно вероятные зимой, в период резкого скачка температур. Проектирование конструкций из архитектурного бетона Существующие нормативные документы фактически никак не учитывают интересы ценителей архитектурного бетона. Иными словами, стандарты качества поверхности не удовлетворяют тем высоким критериям эстетики, которые являются синонимами данной разновидности бетона. Для преодоления этой коллизии необходимы конструкторы, понимающие суть архбетона и умеющие проектировать конструкции с учетом предъявляемых к нему требований. Прежде всего, анализируя проект, подготовленный архитектором, конструктор сможет выявить наиболее сложные с точки зрения качества финишной поверхности элементы и узлы. К числу таких относятся стены протяженностью более 20 метров, консоли сложной формы, острые углы, слишком значительные проемы или перепады сечений перекрытий и опор. Проанализировав проект и проговорив с архитектором наиболее рискованные моменты, конструктор приступает к разработке своего раздела, в который входят развертки стен с коммуникациями, решения по конструктиву и узлам примыкания стен и перекрытий. Отдельная задача в работе с архитектурным бетоном – это проектирование арматуры. Здесь важно найти оптимальное соотношение диаметра самой арматуры и толщины защитного слоя бетона. Как правило, для конструкций из архитектурного бетона применяется арматура намного меньшего диаметра, чем для стандартных ЖБИ. Однако применение диаметров 18, 14 и тем более 12 мм диктует меньший шаг между элементами каркаса, а также нередко и введение дополнительных сеток. Важно подчеркнуть, что речь в данном случае идет не об усилении несущей способности финальной конструкции, а именно об эстетике получаемой поверхности – тщательный расчет арматуры и сокращение ее диаметров позволяет избежать даже минимальных трещин (допустимых в бетонных поверхностях низких классов). Сильно ли это увеличивает стоимость строительства? Скорее, делает его более трудоемким, поскольку предписывает большее количество стыков и операций по вязке арматуры. Важно помнить и о том, что от объема арматуры зависит подвижность бетонных смесей. Если ваша конструкция насыщена арматурой, то уложить туда бетонную смесь низкой подвижности практически невозможно без дефектов, поскольку провибрировать защитный слой в этом случае очень сложно. Строители рекомендуют: в такой ситуации лучшим выбором являются самоуплотняющиеся смеси. Еще одна зона ответственности конструктора – расположение технологических швов, то есть стыков между различными участками монолита. Для того, чтобы гарантировать долговечность объекта и защитить его от разрушения при длительной эксплуатации, эти швы должны всегда приходиться на зоны минимальных усилий. Отдельным вызовом для конструкторов становятся консоли. Стандартные нормы допускают довольно сильный прогиб этого типа конструкций, но этот подход не удовлетворяет требований ни по остеклению, ни по использованию архитектурного бетона как финишного материала. Поэтому конструкторы ужесточают требования: вместо стандартного прогиба в 2 см они закладывают в проект максимум 1–2 мм – это позволяет сохранить качество поверхности. Ограничивает ли это габариты самой консоли? Совсем нет – при грамотных расчетах, а также специально предусмотренных мерах (дополнительные несущие конструкции, увеличение сечений узлов примыкания и т. д.) может быть реализована практически любая фантазия архитектора. Нередко при проектировании объектов из архитектурного бетона к конструкторам обращаются и с запросом об уменьшении нагрузки на перекрытия. Мол, бетон – это по определению очень тяжелый материал. Чисто теоретически уменьшить вес бетонной стены можно, спроектировав в ней пустоты, но это неизбежно скажется на стоимости арматуры и производства строительных работ, а также на их сроках. Поэтому конструкторы, работающие с архбетоном, как правило, советуют ограничиться усилением фундамента и не усложнять конструкцию стен в целях уменьшения их веса. Тестовый образец Проекты с лицевым архитектурным бетоном по своей сложности кардинально отличаются от любых других монолитов. Реализуя такой проект, очень важно, во-первых, подобрать команду профессионалов-единомышленников, а во-вторых, на самом раннем этапе найти соотношение цвета и фактуры поверхности, которая будет устраивать всех участников процесса. И поскольку ни цвет, ни фактуру бетона невозможно заранее предсказать на 100 процентов (это сильно зависит и от помола цемента, и от качества заполнителя, и даже от расстояния от завода до участка), начинать строительство рекомендуется с изготовления тестового образца – так называемого мокапа. Обычно это или колонна, или фрагмент стены, демонстрирующий цвет и тип конструкции. После того, как архитектор и заказчик одобрили образец и согласились, что на данном объекте архитектурный бетон будет соответствовать именно таким характеристикам, начинается процесс собственно заливки. текст: Анна Старостина