Povijest betona

Beton je mješavina cementa, agregata (šljunka i pijeska), vode i dodatka. Voda izaziva reakciju s cementom te kemijskim procesom hidratacije nakon miješanja i ugradnje beton očvršćuje. Tijekom procesa očvršćivanja beton razvija određena svojstva od kojih su najbitnija tlačna i vlačna čvrstoća, veoma mala propusnost vode te kemijska i volumenska stabilnost. Stari Rimljani su poznavali i koristili beton. Povijest betona – Oko 300. godina prije nove ere betonom su izgrađeni mnogi rimski putevi i toplice, Colosseum i Pantheon u Rimu, kao i akvedukt Pont du Gard u južnoj Francuskoj.

Danas se u svijetu proizvodi više od šest milijardi kubika betona čiji sastav ovisi o vrsti konstrukcije u koju se ugrađuje i o načinu ugradnje. Pritom treba znati da u novije vrijeme na Kinu otpada gotovo 45 posto svjetske proizvodnje cementa. No, prvi pravi beton sličan današnjem proizvodili su još oko 300. godina prije nove ere stari Rimljani koristeći za vezivno sredstvo pucolanski cement iz Puzzola kraj Napulja. Takvim su betonom izgradili mnoge puteve, podigli rimske toplice, Colosseum i Pantheon u Rimu kao i akvedukt Pont du Gard u južnoj Francuskoj.

Procvat proizvodnje betona u 19. stoljeću

Padom Rimskog Carstva je proizvodnja ovog specifičnog građevinskog materijala zaboravljena sve dok kotač povijesti ponovno nije pokrenut u 19. stoljeću u Engleskoj (1844.) te nešto kasnije i u Francuskoj.

No, prava je revolucija definitivno započela kada je beton armiran čeličnim šipkama.

Tako ojačan, armirani beton je postao upotrebljiv i u onim segmentima gradnje o kojima graditelji do tada nisu ni sanjali. Čelične šipke postavljene na područjima u kojima se očekuju vlačna i posmična naprezanja preuzele su na sebe ta djelovanja pa je kompletnom proizvodu, armiranom betonu, povećana nosivost posebice na tlačna djelovanja. Današnji beton može biti obični, beton velike čvrstoće, beton ultravelike čvrstoće, samougradivi, mlazni…

Prednapeti beton je armirani beton u kojemu je umjetno stvoreno trajno naprezanje što zajedno s naprezanjem od vanjskog opterećenja daje naprezanje koje u svakoj točki i za sva predvidiva vanjska opterećenja ne premašuje naprezanje koje materijal može trajno podnositi.

Danas se u svijetu proizvodi više od šest milijardi kubika betona čiji sastav ovisi o vrsti konstrukcije u koju se ugrađuje i o načinu ugradnje. Na Kinu otpada gotovo 45 posto svjetske proizvodnje cementa.
Materijal budućnosti

U samim počecima beton je doživljavan kao slobodan materijal koji omogućava nove forme, no bilo je potrebno još neko vrijeme kako bi se usavršile metode proračuna. Za drvenu gredu stropa je bilo dovoljno proračunati krak sila, za proračun ravne betonske ploče trebalo je znati parcijalnu diferencijalnu jednadžbu 4. reda.

Prva armirano-betonska zgrada na kojoj je novi materijal postao ujedno uz konstrukcijski element i element pročelja zgrade bila je stambena zgrada Augusta Perreta, Rue Franklin 25, Pariz.

On je kao pionir upotrebe betona, projektirao je i crkvu Notre Dame u Le Raincyju kod Pariza i tada je po prvi put oblikovano pročelje kao lagana filigranska betonska rešetka, dok je nosivost građevine dobijena izvedbom stupova u unutrašnjosti objekta.

Novi materijal osvojio je mnoge. Iako ne bez osporavanja, beton su koristili i Frank Lloyd Wright u SAD-u (crkva Unity, Oak park, 1904.) i slovenski arhitekt i dizajner Jože Plečnik (kripta crkve Sv. Duha u Beču, 1910.) te Max Littman (Škola anatomije, München, 1906.). Ali, kada je 1913. godine završena Milenijska dvorana Maxa Berga u poljskom Wroclawu (tada Breslau) koja je svojom kupolom nakon 18 stoljeća premašila kupolu Pantheona u Rimu bilo je jasno kako je beton materijal budućnosti bez konkurencije. Trideset i dva rebra poduprla su kupolu raspona 65 metara, a na vrhu se nalazio svjetlarnik. Bila je to prva reprezentativna građevina kojom iznutra i izvana u potpunosti dominira beton.

Interes za AB konstrukcije

Nagli porast interesa za armiranobetonske konstrukcije u graditeljstvu se nastavio i započeta je gradnja velikog broja objekata različitih oblika i namjena. Na aerodromu Orly u Parizu sagrađen je 1916. hangar za avione kao ljuska debljine 90 centimetra i raspona od 75 metara, autora Eugenea Freyssineta. Godine 1924. sagrađen je Planetarium u Jenni, projekt trojice autora Bauersfelda, Dyckerhoffa i Widmanna, a 1921. godine i Einsteinov toranj u Postdamu Ericha Mendelsohna, primjer monolitne naglašenosti betona kao materijala.

Tako je beton kao materijal postao upotrebljiv na razne načine, ali i kao materijal kojim je moguće ostvariti nove socijalne i političke ideje tog vremena.

Korištenje betona omogućilo je projektantima slobodu rada na projektiranju, a investitorima avangardni izgled njihova doma. Tako je Le Corbusier projektirao 1914. godine kuću Domino koja je imala AB elemente: stupove, ploče katova i stubište jednake za sve vlasnike stanova u zgradi. Sve ostalo je svaki pojedini korisnik mogao ispunuti s materijalima i na način prema svojim specifičnim željama. Kubizam je u to vrijeme bio nova forma u slikarstvu koja se prelila i na arhitekturu, posebice nakon 1920. godine. Mnogi su projektanti slijedili taj trend, među njima i Mies van der Rohe s paviljonom Barcelona iz 1923.

Međutim, smatra se kako je najviše domete s novim materijalom dosegnuo američki arhitekt Frank Lloyd Wright koji je beton poimao kao materijal u kojem tek treba pronaći medij izražavanja s obzirom na njegove velike konstrukcijske mogućnosti i plastičnu formu. Obiteljska kuća ‘Nad slapovima’ i mnoštvo poslovnih objekata diljem Amerike primjeri su takvog poimanja materijala. S druge strane oceana Le Corbusier je i dalje eksperimentirao s betonom kao materijalom te ostavio za povijest arhitekture crkvu Notre Dame du Haut u Ronchampu. Ovu crkvu je projektirao i izveo 1965. godine i ona u potpunosti odudara od njegova projekta iz 1929. godine, čuvene vile Savoye.

Padom Rimskog Carstva manje-više je proizvodnja betona zaboravljena, sve dok kotač povijesti ponovno nije pokrenut u 19. stoljeću u Engleskoj i u Francusko.

Otkriće predgotovljenih betonskih elemenata

Ekstravagantno umjetničko izražavanje tako je dobilo svoje mjesto pod suncem i u arhitekturi posebice nakon 2. svjetskog rata kada je pokret moderne u mnogim zemljama naišao na plodno tlo. Sve više su se cijenile značajke betona kao građevinskog materijala, posebice za zgrade javne namjene, velike sportske dvorane (Palazzetto dello Sport, Rim, Pier Luigi Nervi 1957.; dvorana u Tokiju, Kenzo Tange, 1964.), aerodromi (JFK u New Yorku, Eero Saarinen, 1962.), operne kuće (Sidney, Jorn Utzon 1973.) i nezamislivo veliki broj drugih objekata projektiran je i građen betonom. Jednostavni oblici su se i dalje razvijali, no korištene su i druge forme, zakrivljene i dinamičke plohe krovova i fasada, složeni geometrijski oblici do tada neviđeni (tzv. ljuske koje su omogućavale natkrivanje bez međuoslonaca) i drugo.

Mogućnost da se pojedini elementi pripreme u radionici i da se kao gotov element dopreme na gradilište, a to je beton kao materijal omogućavao u velikoj mjeri, spoznata je relativno kasno, polovicom 20. stoljeća, prvo u Njemačkoj, a kasnije i drugdje. U Münchenu je 1967. sagrađena ljuska koja je prekrila 20 tisuća kvadrata prostora sve od predgotovljenih elemenata, a na sličan način započeta je i gradnja stambenih zgrada koja je bila brža i jednostavnija. Sve donedavno građevine više od 22 metra u pravilu su se izvodile od čelika. Zbog velike vlastite težine i male čvrstoće betona izmjere AB stupova bile su prevelike u odnosu na čelik. No, u posljednje vrijeme sagrađene su visoke građevine u SAD-u čvrstoća većih od 65N/mm2, u Seattlu čak i do 131 N/mm2. To daje novu sliku na buduću gradnju betonom posebice u oblasti visokogradnje. (A. Ž.)

Izvor: PRO Gradnja