Бетон та залізобетон в архітектурі

типу  бетону (важкий бетон дешевший ячеїстого);

марки бетону (чим більша цифра, указана  у марці бетону 
,тим вища вартість)

Не слід:

використовувати важкі бетони піднесення внутрішніх перегородок або при забудуванні  будівлі;

використовувати ячеїстий бетон при встановленні підземних конструкцій (погребів, підвалів і т.п.).

Мінімальним  являється придбання бетону безпосередньо  у виробника, що дозволить зекономити значні грошові суми.

Приготування  бетонної суміші.

В індивідуальному  будівництві для приготування бетонної суміші в якості в’яжучої  використовуються портландцемент марки 400.

Необхідно мати на увазі, що цемент дуже гідроскопичний – швидко вбирає у себе вологу із повітря і твердіє. Тому не слід купляти цемент передчасно, а якщо вже куплений, тоді його слід зберігати у герметично закритій тарі (наприклад, щільно завернутим у поліетилені).

Пісок, який використовується, повинен бути чистим (без глинистих і органічних включень,без мулу) і крупним. Для виділення різних включень пісок рекомендують просіювати. Чим чистіший пісок, тим вища міцність отриманої бетонної суміші. Використання недостатньо очищеного піску понесе збільшення розходу цементу на 10-20 % від рекомендованого.

Щебінь  краще використовувати дрібний (фракція 5-20 мм). Мінімальні результати дає використання щебеню із природних гірських порід, дрібного річкового або подробленого гравію. Можливе використання штучного щебеню, шлаків, керамзиту, але слід пам’ятати, що бетонна конструкція з використанням такого роду заповнювачів буде менш довговічною.

Приблизна кількість складових частин для  приготування 100 л бетонної суміші:

Цемент  – 30 кг (3 відра);

Пісок – 70 кг (5 відер);

Щебінь  – 100 кг (8 відер).

Вода  для приготування суміші повинна  бути чистою. Кількість води складно встановити завчасно, так як вона залежить від початкової вологості піску і щебеню і від волого потрібності цементу.  Звичайно необхідна кількість воді визначається у процесі приготування суміші. Спочатку сухі складові (цемент, пісок, щебінь) перемішуються між собою, а потім невеликими порціями добавляється вода до тих пір, поки суміш не отримає консистенцію «густого творогу». Суміш не повинна розпливатися, тому її можна готувати ручним способом за допомогою совкової або штикової лопати на металевому або дерев’яному щиті, бетонній підлозі. Слід пам’ятати, що роботи по приготуванні бетонної суміші повинні проходити при позитивній температурі навколишнього середовища.

Залізобетон

Бетон у поєднанні з металом —  залізобетон — має високу міцність при стисканні, розтягуванні і згинанні. Маючи приблизно однаковий зі сталлю коефіцієнт лінійного розширення, бетон міцно зчіплюється з арматурою, надійно захищаючи її від корозії. Нині залізобетонні конструкції широко застосовують для покрить, перекрить і стін у промислових і жилих будинках, у несучих каркасах будинків, а також в інженерних спорудах, в транспортному, меліоративному і гідротехнічному будівництві. 
Залізобетонні конструкції можуть бути монолітними, збірними і збірно-монолітними. Монолітні конструкції створюють безпосередньо при будівництві споруд, а збірні монтують з елементів, попередньо виготовлених на заводах. Збірний залізобетон — головний конструктивний матеріал сьогодення. Застосування його дає можливість вести монтаж будинків і споруд швидкісними індустріальними методами, економити метал, деревину, інші матеріали.

Зверніть  увагу

В якості в’яжучого у залізобетоні часто використовують «напружуючий » цемент, котрий володіє властивістю збільшуватись в об’ємі у процесі твердіння. У результаті арматура отримує напругу розтягнення, бетон – стиск, а бетонна конструкція становиться само напруженою. З’єднаний з металевим каркасом бетон дає необмежені можливості для використання у великих прольотних конструкціях, наприклад, приміщеннях до 100 кв. м, при «перетинанні » одного функціонального простору в інше,великі криті басейни і т. д. без додаткових проміжного опору, зберігаючи при цьому невелику товщину стін і високі теплоізоляційні властивості огородженої конструкції. Трьохшарові конструкції зовнішніх стін із двох шарів монолітного залізобетону товщиною 5 см з ефективним утепленням (пінополістиролом) посередині. Така конструкція отримується легкою, з високою ступеню теплоізоляційних властивостей і обходиться значно дешевше, ніж будь-яка з використанням цегли.   

Крім цього, бетони на основі напружуючих цементів практично водо непроникаючі, що не дозволяють використовувати їх при будівництві без додаткової гідроізоляції. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3.2 Архітектурне освоєння  бетону та залізобетону

Роль  архітектора  у створенні і впровадженні матеріалу багатопланова і проявляється на декількох рівнях. Архітектор може і повинен виступити у ролі замовника промисловості будматеріалів, творця потрібностей і правил -  стандартів  на матеріали, включаючи у себе функціональні та естетичні потрібності. Саме так слід розуміти ідею М.Я.Гінзбурга про «диктатуру архітектора» в області стандартизації будівельних матеріалів. Другий аспект впливу архітекторів на матеріал – це творчість, винахід нових форм і конструкцій. У наш час спостерігається нова хвиля архітектурного винахідництва, у тому числі в області використання бетону та залізобетону. Не тільки оригінальні проекти житла майбутнього, але і всі збільшувальне число авторських свідоцтв, отримані інженерами та архітекторами на нові конструкції і форми, показують, що творче освоєння залізобетону активно розвивається.

Усе більше уваги приділяють і питанням естетики бетонних поверхонь. Це питання тісно  пов’язано з формою і конструкцією, оскільки саме тут, на поверхні матеріалу, у його фактурі, рельєфі відбувається «контакт» споруди з навколишнім середовищем, з людиною. Форма і фактура пов’язані з технологією бетонних робіт ,вони залежать від нових методів («ударний бетон») і технології (склад бетону,опалубка, матриці, знаряддя обробки). Але вони повинні бути підлеглими архітектору. Вперше на це звернув увагу Лє Корбуз’є, достигнув мистецтво пластичного освоєння бетонної форми, архітектурного виявлення рельєфу і назвав це «модернатурою».

Нарешті, є ще один аспект впливу архітектора  на освоєння будівельного матеріалу, в загалом бетону та залізобетону, - архітектурна наука. Архітектурне матеріалознавство, архітектурні конструкції - нові направлення, які відображені у дійсності спеціальних кафедр вузів, багато численних публікаціях.  Цьому аспекту зобов’язана своєю появою і серія книг. «Нам, архітекторам, - писав відомий зодчий і педагог А.С.Нікольський, - потрібні нові, свої архітектурні курси технічних дисциплін…візьмемо приклад залізобетону – нового матеріалу, який, на мою думку, повільно і погано освоюється як технікою, так і архітектурою…»  Архітектурного освоєння бетону і залізобетону продовжує залишатись актуальною задачею сучасної будівельної теорії і практики. 

3.3 Лє Корбюз’є

Лє Корбюз’є (Le Corbusier) (1887–1965), французький архітектор, теоретик архітектури, художник, дизайнер. Лє Корбуз’є (справжнє ім’я – Шарль Едуард Жаннере) народився в Ла-Шо-де-Фон в Швейцарії 6 жовтня 1887. Вивчав архітектуру у Й.Гофмана в Вені (1907), О.Пере в Парижі (1908–1910), П.Беренса в Берлині (1910–1911). В 1922 зі своїм двоюрідним братом П’єром Жаннере заснував в Парижі архітектурну майстерню; вони продовжили працювати разом до 1940. В 1920 Лє Корбуз’є и поет П.Дерме створили авангардний полемічний журнал «Эспри нуво» (видавався в 1920–1925), зі сторінок яких звучала пропаганда ідей функціоналізму. В книгах «До архітектури» (1923), «Урбанізм» (1925) и в ряді статей, надрукованих в «Эспри нуво», Лє Корбуз’є сформулював свої знамениті «П’ять принципів сучасної архітектури» (будівля на вільно стоячих опорах, вільна композиція фасаду, стрічкові вікна, плоский дах з терасою і садом       Лє Корбюз’є дім, вільне внутрішнє планування). Ці принципи нашли своє втілення при створенні вілли «Савой» в Пуассі поблизу Парижа (1929), а потім гуртожитки швейцарських студентів в університетському містечку в Парижі (1930–1932).

Лє Корбюз’є приналежить декілька утопічних містобудівельних проектів, передбачені організацією міського життя в декілька вертикальних ярусах, регулярний план міста з діленням на різнофункціональні зони, строго впорядковану засобом архітектури і, таким чином, уподобана роботі машині діяльність людей (план «Вуазен» для Парижа и плани нового пристрою Буэнос-Айреса, Алжира, Антверпена и др.). Один із таких проектів пропонував перестройку Москви по регулярному плану, але абсолютно без обліку її історичної забудівлі и особливостей ландшафту. В Росії по проекту Ле Корбюз’є було побудовано дім Центру Ради на М’ясницькій вулиці (1928–1933, при участі архітектора Н.Д.Коллі). Йому приналежить також один із проектів Будинку Рад. Серед споруд Ле Корбюз’є 1930-х – початку1940-х років – будівля Центру Армії спасіння в Парижі (1932–1933) і Міністерства просвіти і здорово збереження в Ріо-де-Жанейро (1937–1943, сумісно з рядом других архітекторів).

В 1940-х роках Ле Корбюз’є розробив систему гармонічних величин, засновану на пропорціях людського тіла, яка повинна була стати відправною точкою архітектурного проектування; вона отримала назву «модулор». В 1948–1952 він побудував в Марселі «жилу одиницю» – 17-поверховий дім яскравого забарвлення, забезпечений сонце різами, для якого була можливість автономного функціонування, однак ця ідея не була виконана. В результаті ними були створені капела Нотр-Дам-дю-О в Роншані (1950–1953); генеральний план міста и адміністративні будівлі в Чандігархі, столиці індійського штату Пенджаб (1950–1957); Національний музей західного мистецтва в Токіо (1957–1959); Центр мистецтв Гарвардського університету в Кембриджі в США (1964); лікарня в Венеції (1965).

Лє Корбюз’є приналежать приблизно 50 монографій і статей. Самі знамениті із його трудів – «До архітектури» (Vers une architecture, 1923); «Урбанізм» (Urbanisme, 1925); «Коли собори були білими» (Quand les cathédrales étaient blanches, 1937); «Три людських встановлення» (Les Trois Etablissements humains, 1945). В 1918 разом з Озанфаном він став одним із основоположників руху пуризму в живописі.

Помер Лє Корбюз’є у французькому містечку Рокбрюн Кап-Мартен 27 серпня 1965. 
 
 
 
 
 
 
 

3.4 Бетон и залізобетон в архітектурі.

Значення бетону и залізобетону як основних будівельних матеріалів XX ст. важко переоцінити. Широко використовуються бетон і залізобетон в монолітних конструкціях.

Велике значення бетону і залізобетону для архітектури. Вагомість, значимість, економічність цих матеріалів, виробів і конструкцій із них дозволили реалізувати прагнення прогресивних архітекторів створити масове виробництво жилих будинків і підійти до вирішення житлової проблеми. Внесення бетону и залізобетону в будівництві внесло корінні зміни не тільки в традиційні методи проектуванні, але і в самозабезпеченні архітектурного мистецтва. Ще на рубежі нашого віка піонери залізобетону передбачили принципіальну нову роль цього матеріалу в розвитку зодчества.

Бетон був першим штучним конструкційним будівельним матеріалом, який інтуїтивно винайшли древні и доцільно використовували ще в II в н. э. в куполі римського Пантеону. Інтервал між виникненням бетону и створенням залізобетону склав століття. Це був довгий шлях людства до створення металургії і цементної промисловості, які забезпечили сировинну базу новому штучному матеріалу. Якісно нова сутність залізобетону як конструкційного матеріалу заключається в тому, що це перший, створений людиною матеріал з передчасно заданими і розрахованими властивостями. Ці властивості проектуються шляхом підбору составу компонентів, їх структури и властивостей. Залізобетон практично не являється матеріалом у звичайному значенні слова, він завжди — виріб, елемент конструкції або сама конструкція.

Шлях інженерів до такого розуміння цього матеріалу був важким і відносно довгим. Тому кратко розглянуті основні етапи розвитку інженерного пізнання бетону і залізобетону як будівельних матеріалів. Великий вклад в науку про бетон і залізобетон внесли видні російські вчені — професора Н. А. Белелюбський, С. И. Дружинин, Н. А. Житкевич, Н. К. Лахтин, И. Г. Малюга, А. Р. Шуляченко і ін.. Велика роль вчених Н. М. Бєляєва, А. А. Гвоздєва, А. Ф. Лолейта, В. С. Келдиша, В. И. Мурашева, К. В. Сахновського, Б. Г. Скрамтаєва, Я. В. Столярева, Н. С. Стрєлецького і ін., чиї роботи сприяли розвитку теорії і практики широкого призначення бетону і залізобетону в будівництві, створенню прогресивних методів розрахунку залізобетону на міцність за стадією руйнування (1938) і за передільним станом (1955). Винахід передчасного напруження залізобетону, високоміцних цементів, легких заповнювачів, армоцементу, полімер бетонів, широке присвоєння заводської автоматизованої технології виготовлення збірних залізобетонних виробів розкрили перед архітекторами нові невичерпні можливості в їхній творчій діяльності.

Роль  бетону і залізобетону в архітектурі визначається, передусім, тим, що вони послужили основою для створення ряду нових конструктивних систем і архітектурних форм, яких ніколи не було. Це — залізобетонний каркас з без балочними перекриттями, будівлі із панелей і об’ємних блоків, монолітні несучі стволи і вежі, плоскі дахи, потужні рами і будівлі, піднесені на стовпи. Залізобетон дозволив створити просторові покриття великих прольотів, яких не знала ще ні одна історична епоха.

Із бетону і залізобетону будуються більш 60% жилих будівель, платини гідростанцій, крупні промислові і сільськогосподарські комплекси, унікальні громадські і інженерні споруди. Із залізобетону були побудовані ще до війни такі знамениті твори архітектури, як Волховська (1918 — 1926) и Дніпровська ГЭС (1932), оперний театр в Новосибірську (1931 — 1945), Держпром в Харкові (1929).