You are on PERI's international website. Click here to switch to PERI USA. Click here to view all PERI websites.

Betonul arhitectural – Limba modernă a arhitecților

Biblioteca Hradec Králové Library, Republica Cehă - Cu o amprentă în formă de X, conceptul arhitectural al acestei clădiri a creat un nou punct de atracție în dezvoltarea orașului Hradec Králové. Inițial, toate fațadele ar fi trebuit să aibă un finisaj de vopsea culoare orange. S-a renunțat însă la concept urmare a calității suprafeței de beton obținute.

Fie că este vorba de structuri cu înălțimi impresionante sau cu geometrii complexe, viziunile arhitecților pentru realizarea de muzee, săli de concert, stadioane sau poduri, plasează cele mai înalte cerințe posibile asupra industriei de construcții din întreaga lume.

În multe cazuri, betonul arhitectural este soluția modernă fie că vorbim despre construcții civile, motive de ordin economic sau de ordin estetic.

PERI oferă clinților săi suport și ajutor practic: alegerea, proiectarea și livrarea de foi cofrante și sisteme de cofraje ce se potrivesc optim cerințelor proiectelor acestora. Soluția optimă pentru fiecare suprafață de beton cu față vazută, de la cofrajele standardizate la forme speciale. Cele mai bune rezultate se nasc dintr-o cooperare extrem de strânsă între arhitecți, antreprenori și inginerii PERI.


Principii de bază pentru execuție

Betonul arhitectural (beton cu față vazută) a devenit unul dintre cele mai importante mijloace de proiectare din arhitectura modernă. Niciun alt material de constructție nu poate fi utilizat și prelucrat într-o manieră atât de versatilă. Astfel, betonul cu față vazută este utilizat pentru aproape orice tip de construcție. Datorită posibilităților de calcul a presiunii betonului proaspăt, poate fi realizată rentabil orice formă și calitate a suprafeței de beton, cu ajutorul sistemelor de cofrare și a foilor cofrante adecvate. Calitatea suprafeței de beton arhitectural este definită de cele 4 clase de încadrare conform DBV (Asociația Germană a Betonului) în prospectul, "Architectural Concrete".

Realizarea unei suprafețe de beton cu față văzută ca element de arhitectură este influențată de:

  • foaia cofrantă și sistemul de cofraj
  • compoziția betonului, inclusiv tipul de ciment și agregate
  • adăugarea de pigmenți
  • alegerea unui decofrant corespunzător
  • tratări ulterioare ale suprafeței de beton precum spălarea, șlefuire, lustruire și sablare
  • diverse impregnări, lăcuiri și vopsiri

Dezvoltarea industriei de producere a betonului cu materiale noi precum beton de mare rezistență, beton ușor compactant și beton auto-compactant, precum și a betonului armat cu fibre ( de oțel sau textile) dă ocazia dezvoltării unor noi domenii de aplicare.

Standardul DIN 18217 "Suprafețele de beton și foile cofrante" este considerat de bază pentru execuția diverselor tipuri de suprafețe de beton. Referințele de ordin estetic nu sunt stipulate în acest standard deoarece nu pot fi impuse reguli în ceea ce privește execuția betonului arhitectural. Acest lucru poate fi înțeles ca o imposibilitate de limitare a creativității arhitectului. Rolul acestuia este de a descrie într-o manieră completă și clară ideile sale despre aspectul elementului de beton structural.

Prospectul tehnic al DBV "Architectural Concrete", ce definește clasele specifice de încadrare a betonului arhitectural și criteriile de stabilire a acestora, oferă un suport tehnic inginerilor, arhitecților, participanților la licitații și chiar antreprenorilor. Este recomandată scoaterea la licitație, atribuirea și furnizarea serviciilor pe baza acestui prospect.


Echipa responsabilă cu calitatea betonului

Pentru planificarea și execuția structurilor și a elementelor structurale cu cerințe speciale în ceea ce privește calitatea suprafeței de beton, cooperarea tuturor părților implicate în execuție este esențială. Așteptările și cerințele proiectanților și ale clienților trebuie să corespundă în sensul a ceea ce poate fi realizat realmente.

Pentru un rezultat foarte bun, cea mai bună soluție este formarea unei echipe pentru realizarea betonului arhitectural încă din faza de proiectare. Dacă contractul nu a fost atribuit din faza de proiectare și încă nu s-a luat o decizie în ceea ce privește responsabilitatea calitatea suprafeței de beton se recomandă consultarea și stabilirea unor acorduri cu companiile de specialitate competente ( de ex. producător de cofraje) sau birouri de proiectare cu experiență. Biroul de proiectare căruia i s-a atribuit proiectul își poate asuma rolul de coordonator al echipei responsabile cu calitatea suprafeței de beton. 


Sistemele de cofraj

În construcțiile moderne se utilizează de obicei sisteme de cofraje sau cofraje ce se compun din componente de sistem. Compatibilitatea componentelor de sistem are câteva avantaje: pe de o parte, modul logic de asamblare crește șansa ca elementul individual să fie utilizat corect, iar pe de altă parte  numărul de posibilități de utilizare pe șantier este multiplicat, astfel costurile de amortizare a echipamentului utilizat - în relație cu proiectul - sunt reduse. În acelați timp, utilizând sisteme de cofraj este mult mai sigur pentru personalul responsabil cu execuția.

La utilizarea sistemelor de cofraje pentru beton cu față văzută, se va avea în vedere calitatea cofrajului. Preponderent se utilizează panourile de cofraj, deoarece sunt disponibile la închiriere în parcurile de cofraje. În acest caz, elementele individuale de cofraj au diverse procente de închiriere și pot prezenta urme de reparații. Cu cofraje disponibile la închiriere, doar clasele de beton arhitectural SB 1 și SB 2 pot fi realizate. Pentru realizarea claselor SB3 și SB 4 nu este posibilă sau este posibilă într-o mică măsură utilizarea cofrajelor disponibile în parcul de înhiriere, de exemplu PERI MAXIMO.

Cele mai utilizate sisteme de cofraje pot fi încadrate în mai multe categorii

Construcția elementelor de infrastructura

În execuția lucrărilor de infrastructură a căilor de comunicație - poduri, tunele sau ziduri de sprijin - betonul arhitectural este privit ca un important element de arhitectura.

Aceste elemente sunt deseori observate de la distanță sau din vehiculele ce trec în viteză. În scopul de a crea accente optice, se vor selecta elemente cu formă clară, de exemplu, rosturile dintre panouri sau rosturile de turnare, vor fi atent realizate.

Oricum, este important de reținut că multe din elementele acestor structuri sunt aproape complet expuse influenței climatice. Acest fapt implică un proces rapid de îmbătrânire în timp și o schimbare majoră a aspectului acestora.

Sisteme de cofraje pentru pereți

În ceea ce privește sistemele de cofrare pentru pereți, se pot distinge două tipuri de cofraje: cofraje compuse din panouri de cofraj sau panouri alcătuite din grinzi și foi cofrante. Un sistem special este reprezentat de sistemul de cofraj circular. 

Sistemul cu panouri de cofraj

În zilele noastre, aproximativ 70% din companiile de construcții utilizează panouri de cofraj la betonarea pereților de beton. Numele derivă din rama perimetrală care protejează marginile foii cofrante împotriva uzurii și a deteriorărilor de ordin mecanic. Ca rezultat, rosturile de îmbinare a panourilor vor lăsa urme tipice pe suprafața de beton. Suplimentar, ramele de aluminiu sau oțel sunt utilizate pentru ancorarea panourilor, pentru îmbinarea acestora cu clești precum și pentru prinderea dispozitivelor de mutare. 

Principiul de bază al panoului de cofraj este întruchipat de panoul TRIO de la PERI. Alte sisteme de cofraj cu panouri sunt similare în ceea ce privește amprenta pe suprafața de beton. Aranjamentul de tip rețea a panourilor standard, inclusiv a ancorajelor acestora, variază între 2.70 m și 3.50 m, panourile de cofraj putând fi îmbibate între ele atât vertical cât și orizontal. Panoul de cofraj este robust, rezistent și ușor de utilizat datorită modului de asamblare intuitiv. 

Sistemul de cofraj cu panouri cu grinzi

Cofrajul cu grinzi este utilizat din ce în ce mai puțin în zilele nostre, fiind recomandat preponderent pentru situații speciale. Numele derivă din grinzile din lemn sau metal care sunt utilizate la confecționarea panoului de cofraj. Grinzile principale, riglele metalice și foaia cofrantă formează elemente prefabricate denumite secțiuni de cofraj. Riglele metalice îmbină elementele componente ale panoului de cofraj și servesc ca suprafață suport pentru sistemele de ancoraj. 

Principiul de bază al cofrajului cu grinzi este întruchipat de PERI VARIO GT 24. Alte sisteme de cofraj cu grinzi sunt similare în ceea ce privește amprenta pe suprafața de beton. Aranjamentul panourilor standard și a ancorajelor pot varia. 

Diferențieri;

A) Elemente standard
Secțiuni prefabricate cu dimensiuni pre-stabilite disponibile în parcul de închiriere, echipate parțial cu foaie cofrantă pentru cerințe ulterioare sau ca panou suport pentru foaie cofrantă pentru beton arhitectural. 

B) Elemente de cofraj specifice pe proiect 
Aceste secțiuni de cofraj specifice pe proiect sunt produse în funcție de cerințele speciale impuse. Foaia cofrantă (tip, dimensiuni, mod de fixare), grinzile și riglele metalice (respectiv, distanța dintre acestea), precum și dispunerea ancorajelor sunt liber alese, dar cu respectarea principiilor sistemului. 

Sistemul de cofraj circular 

Pereții curbi pot fi executați poligonal cu panouri de cofraj și rigle de lemn cu secțiune trapezoidală. Suprafețele de pereți circulari se execută cu sisteme de cofraj speciale alcătuite din grinzi, raza necesară putând fi realizată cu ajutorul bolțurilor ajustabile ce leagă între ele riglele metalice. Raza de curbură se poate realiza de la 1.00 m până la aproximativ 20.00 m. Curbarea foii cofrante este posibilă urmare a șipcilor de lemn special profilate - tăiate astfel încât să se potrivească razei de curbură - ce sunt inserate între foaia cofrantă și grinzi. 

Sisteme de cofraj pentru planșee

Likewise as for girder formwork systems for walls, slab formwork is made out of wooden or metal girders. It stands out through its flexible range of applications.

Slab tables, which are normally used to form large slab areas, consist of the same system components. Through the large-sized formlining surfaces, the number of panel joints is reduced and facilitates a concrete finish which fully meets higher requirements.

Similar to the panel formwork for the wall area, panel formwork was developed for constructing slabs. The main advantage of panel slab formwork is the fast and safe utilisation. According to the design principle, slab formwork is divided into:

  • girder slab formwork (e.g. MULTIFLEX)
  • panelized slab formwork (e.g. SKYDECK)
  • girder grid slab formwork (e.g. GRIDFLEX)
  • large-sized formwork (e.g. table modules, customised tables)

With slabs, the quality of the concrete surface can vary for different reasons. This includes panel impressions caused by the panel layout of the formwork system being used. Likewise the quality, arrangement and size of the individual sheets of the freely selected formlining influences the concrete quality.

Sisteme de cofraj pentru stâlpi

Cofrajul pentru stâlpi rectangulari sau coloane reprezintă mai mult o derivație a cofrajului pentru pereți cu panouri sau grinzi de cofraj. Ca rezultat, caracteristicile speciale sunt foarte similare. Pentru a îndeplini cerințele proiectului, alegerea corectă a sistemului de cofraj - sisteme cu panouri sau grinzi de cofraj - se va face în funcție de secțiunea stâlpilor/ coloanelor și de calitatea suprafeței de beton.

Sisteme de cofraj 3D

În construcția de clădiri culturale sau a clădirilor de prestigiu, beneficiarii și arhitecții pun din ce în ce mai mult accent pe utilizarea geometriilor extraordinare, rezultând cerințe foarte complexe. Aceste așa-numite suprafețe tridimensionale pot fi cu greu realizate cu metodele de cofrare tradiționale. Mai mult, cerințele pentru suprafețele ce rămân vizibile sunt foarte stricte, urmând a se executa cu muchii ascuțite și astfel încât să rezulte cea mai înaltă calitate a acestora. Pentru aceste structuri extravagante, trebuie realizat un concept pentru proiectul de cofraj.

Conceptul de cofraj ia formă în baza modelului tridimensional al structurii de executat și este pus la dispoziție de către furnizorul de cofraj. Proiectul cuprinde elemente de bază cu rol de suport (calculate din punct de vedere static la solicitările la care vor fi supuse) și unități de cofraj tridimensionale realizate pe forma structurii. Elementele individuale se vor îmbina simplu între ele pe șantier și apoi poziționate cu ajutorul punctelor de măsurare, a axelor auxiliare și a punctelor de ridicare. Utilizarea pe șantier se va realiza similar cu cea a cofrajelor standard. 


Foile cofrante - Amprenta pe suprafața de beton

Prin alegerea tipului de foaie cofrantă, se pot realiza numeroase amprente pe suprafața de beton a structurii. În acest proces, foaia cofrantă determină finisajul suprafeței de beton - independent de orice procesare sau tratare ulterioara a acesteia. Persoana care întocmește documentația de ofertare trebuie sa dețină și să ia în considerare informațiile detaliate despre caracteristicile foii cofrante, despre proprietățile, stratificația și prelucrarea acesteia, precum și despre interacțiunea cu agentul de curățare și betonul proaspăt.  Specificațiile privind suprafața betonului trebuie sa fie bine definite, astfel încât executantul să poată lua în considerație toate aspectele relevante în alegerea materialelor și utilizarea acestora fără niciun risc. Mai mult, executantul trebuie sa fie în măsură să evalueze fezabilitatea și să indice orice toleranțe și fluctuații acceptabile ale rezultatelor. 

Patru factori determinanți ai foii cofrante ce pot avea influență decisivă asupra suprafaței de beton:

Gradul de absorbție al foii cofrante  Suprafață de beton de culoare deschisă/ închisă    
Textura suprafeței (structura) Textura suprafeței de beton
Rosturile de îmbinare a foii cofrante Aranjamentul rosturilor pe suprafața de beton
Fixarea foii cofrante Amprentă pe suprafața de beton

Exemple de proiecte 

Modelele structurale și metodele de construcție contemporane permit realizarea unor concepte arhitecturale impresionante. În acest sens, vă prezentăm câteva proiecte cu caracteristici destul de diversificate. 

Structuri cu diverse funcționalități

Încă de mai mulți ani, arhitecții au redescoperit potențialul betonului arhitectural în construcția de clădiri și utilizarea acestuia ca element de arhitectură. În paralel cu dezvoltarea materialelor de construcție și a tehnologiei de producție a acestora, cerințele s-au înmulțit semnificativ. Rezistența foarte ridicată, precum și fluiditatea betonului auto-compactant facilitează execuția construcțiilor zvelte cu forme diversificate. Pereții curbi și înclinați, precum și planșeele sunt considerate în mod frecvent elemente arhitecturale. Industria construcțiilor de cofraje s-a adaptat corespunzător la situație. Dorința de a obține suprafețe de beton  netede, fără rosturi, poate fi satisfăcută cu o gamă largă de foi cofrante de mari dimensiuni. 

Elementele din zonele interioare protejate nu sunt expuse acțiunii climaterice prin urmare, procesul de îmbătrânire al acestor suprafețe de beton este încetinit substanțial. Suprafețele de beton din interiorul clădirilor sunt observate de la distanțe foarte mici și astfel, detaliile vor fi considerabil accentuate. datorită acestui motiv,  clasele de beton cu față văzută SB3 și SB4 sunt în mod frecvent solicitate de către arhitecți. 

Ca rezultat, arhitecții împreună cu executantul lucrării trebuie să definească ce este fezabil pentru a putea realiza cerințele privind finisajul suprafeței de beton. Altfel, solicitările excesive și lucrările de refacere vor cauza rezultate nesatisfăcătoare și inadecvate. 

Clădiri culturale

În mod special în zona clădirilor culturale, arhitecții și beneficiarii preferă betonul cu față văzută din considerente de arhitectură. În afară de cerințele de ordin artistic în ceea ce privește suprafețele de beton ce rămân vizibile, geometria specială a întregii structuri sau a elementeleor individuale impun în mod frecvent astfel de proceduri. 

În timpul planificării cofrajelor, o atenție deosebită trebuie acordată la asigurarea unor rosturi plăcute vederii și a unui model în dispunerea ancorajelor, precum și la o anumită dispunere a elementelor de cofraj. Acest lucru trebuie avut în vedere datorită faptului că rosturile rezultate din îmbinarea panourilor și modul de dipunere a ancorajelor, împreună cu formarea punctelor de ancorare sunt elemente arhitecturale foarte importante în betonul arhitectural. 

Pentru a obține o finisaj uniform al suprafeței de beton, o atenție deosebită trebuie acordată alegerii tipului de beton ce se va utiliza și întregului proces de turnare a betonului, inclusiv eventualelor tratări ulterioare a suprafeței de beton. Dacă se impun cerințe ridicate în ceea ce privește aspectul suprafeței de beton, este recomandat să se monteze o nouă foaie cofrantă pe elementele de cofraj. Dacă se solicită astfel, modelul de dispunere a ancorajelor poate fi suplimentat cu "ancoraje oarbe" pentru a forma un aranjament simetric îngrijit. Pentru ofertare în cazul proiectelor de construcție a clădirilor culturale, este recomandat să se ia în considerare clasele de beton arhitectural SB3 și SB4 conform standardului DBV.