Materiais de Construção
BETÃO
G04
Fernando Miranda
José Tomás Cambão
Maria Francisca Durães
C2LAB
Laboratório de Construção da Faculdade de Arquitectura da Universidade do Porto
Prof. Nuno Lacerda Lopes
[email protected]
Contextualização Histórica
O betão, ao contrário do pensamento comum que atribui as suas origens ao movimento moderno, é uma
prática com mais de três milénios. Uma das suas composições primordiais remonta para o ano de 12,000
a.C na Turquia. Pensa-se que estes compostos iniciais derivaram da observação de fenómenos naturais,
neste caso de pedras que depois de aquecidas pelo sol são sujeitas à precipitação de chuva
desintegrando-se e formando uma pasta. Ao secar esta substância voltaria ao estado sólido compondo
uma nova forma.
Já no século XVIII é usado pela primeira vez o termo “Beton” por Bernard Bélidor, engenheiro ao serviço
do exército francês. No século seguinte após um aperfeiçoamento do betão simples tornou-se clara que
um dos seus principais problemas era a sua diminuída resistência à tracção, o que levou ao início de
investigações relativas a soluções no campo do reforço do betão com ferro.
Até então o betão era usado unicamente em edifícios industriais devido ao baixo custo de construção e
aos grandes vãos que proporciona. No entanto visto que este era um material novo ainda não existia
qualquer tipo de imagem associado ao seu uso, os primeiros edifícios demonstravam uma grande falta de
personalidade própria.
Este novo material com um potencial ilimitado tornou-se ferramenta principal de vários arquitectos na
viragem do século XX.
Le Corbusier que patenteou o sistema Dom-ino que apesar de mencionar um sistema estrutural já
perfeitamente banal para a época tornou-se cara de um novo tipo de espaço, livre de paredes estruturais,
total redisposição tanto de fachadas e interiores. Mais tarde o betão armado concedia aos arquitectos
expressionistas uma grande capacidade escultórica. Temos como exemplo Erich Mendelsohn e a sua
Torre Einstein, Rudolf Steiner e o seu Gotheanum em 1925.
O fim da Segunda Guerra Mundial revelou-se ideal para a aplicação dos princípios do movimento
moderno devido à necessidade de uma rápida construção. O funcionalismo torna-se sinónimo de
arquitectura e teve o seu reflexo nos materiais usados.
12,000 a.C.
Formação
natural de
cimento
3000 a.C. Uso
de um
composto na
construção das
pirâmides
200 d.C.
Panteão
1756 John
Smeaton
redescobre
uma forma de
cimento
hidraulico
1824 Joseph
Aspdin
patenteia o
“Cimento de
Portland”
1872 François
Hennebique
patenteia o
sistema de
betão armado
1903 Auguste
Perret – Edifício
Rua Franklin
1913 Max Berg
– Centennial
Hall
...
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Contextualização Cultural
No Brasil o betão é entendido como elemento mediador da relação do homem com a natureza através do
contraste. Os problemas de isolamento térmico não se põe devido ao clima tropical do local proporcionando uma
maior relação com o exterior e um carácter aberto à obra. O arquitecto Óscar Niemeyer surge como pai deste
movimento, este acompanhou Corbusier na sua descoberta das capacidades expressivas e escultóricas do betão
trazendo e adaptando a sua aprendizagem para a cultura brasileira. Como um bom exemplo disto mesmo é a sua
obra Casa das Canoas de 1951 onde o arquitecto brasileiro projecta uma pala orgânica e curvilínea, inteiramente
em betão e com suportes pontuais que procura uma relação muito intensa com a paisagem.
Num outro extremo cultural temos o exemplo do Japão, um país que teve a sua história fortemente marcada por
desastres naturais e não só (bombardeamentos durante a segunda guerra mundial) tornou a sua construção
intrinsecamente ligada ao uso do betão devido á sua rapidez de edificação em massa que este proporciona. A sua
elevada resistência a terramotos e a sua alta capacidade de resposta a uma metrópole com necessidades de
crescimentos exponenciais tornam o betão o material indicado para este país. No entanto, tal como no Brasil, este
vê o seu uso bastante personalisado e característico. Esta cultura extremamente convencional aproveita o facto do
betão conseguir repor uma imagem de estrutura semelhante aos dos castelos medievais japoneses. Como figuras
principais do movimento estético do betão no Japão temos primeiramente o arquitecto Kenzo Tange, ganhador do
prémio Pritzker em 1987. Dentro de todas as suas obras destacamos o museu da paz em Hiroshima, uma edifício
leve que se levanta do chão com um ritmo de fenestrações regular, repleto do mais puro minimalismo japonês.
Mais tarde surgem outras personagens no cenário da arquitectura japonesa como Tadao Ando, que usa
frequentemente o betão aparente como linguagem unificadora do edificio e veiculo de um certo minimalismo. No
entanto o arquitecto japonês vê na sua obra sucessivas referências à cultura tradicional do seu país. Entre estas
estão o uso da medida do quarto tradicional japonês, o “Tatami” como modulação dos elementos da cofragem e
uma certa organica de espaços classicas japonesa com uma pureza transcrita na sua intersecção de espaços puros,
ou seja formado por formas geométricas. Recentemente, têem se vindo a destacar os arquitectos Toyo Ito e o
atelier Sanaa.
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Laboratório de Construção da Faculdade de Arquitectura da Universidade do Porto
Prof. Nuno Lacerda Lopes
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Aspectos Técnicos do Material
Materiais constituintes do betão:
• Inertes - são o constituinte maioritário da mistura, formando a
sua estrutura base. Estes são geralmente feitos a partir de resíduos de pedra
natural, contudo podem também ser utilizados materiais reciclados.
• Cimento - é um ligante hidráulico que consiste geralmente
numa mistura de cal e argila, feita a altas temperaturas, que depois de
esmagada forma um pó fino. É esse pó que uma vez misturado com água
forma uma pasta (á qual, no caso do betão, se adicionam os inertes e todos
os restantes componentes) que depois de endurecida se torna resistente a
água.
• Água - na mistura deve ser tida em conta de duas formas
diferentes: a água que é adicionada para reagir quimicamente com o cimento
e a água já presente nos inertes. A razão água/cimento é uma questão muito
importante na mistura do betão, uma vez que a quantidade de água utilizada
afecta directamente a resistência e trabalhabilidade deste.
• Adições - são materiais introduzidos durante a produção do
cimento e tem como principal função solucionar problemas relacionados com
a falta de opacidade ou homogeneidade cromática do betão.
• Adjuvantes - são adicionados ao betão durante a mistura e
actuam directamente sobre as propriedades deste através de efeitos
químicos ou físicos alterando a sua trabalhabilidade, cura ou resistência.
• Armaduras - feitas de aço, fornecem ao betão uma série de
vantagens que de outra forma não seriam possíveis obter. São exemplos, a
maior flexibilidade de manuseamento, maior resistência á tracção, a
impactos e a desgastes diversos.
Cofragem: é uma estrutura provisória que define o espaço que contem o
betão durante o seu desenvolvimento de presa, segundo uma forma
preestabelecida
Fases do fabrico do betão:
–
Doseamento e mistura: os primeiros a serem introduzidos na
betoneira são os inertes mais grossos e uma parte da água,
seguindo-se o cimento e a restante água. Por fim, adicionamse os restantes inertes. A introdução dos adjuvantes na mistura
é variável de produto para produto.
–
Colocação: processo directamente relacionado com o tipo de
cofragem utilizado; pode ser feito traves de uma tremonha, tela
transportadora ou bomba, desde que a sua colocação seja
distribuída em camadas horizontais para evitar que a mistura
seja vertida de forma brusca.
–
Compactação: para tal, recorre-se á sua vibração, para deste
modo libertar o ar aprisionado na mistura. O método mais
simples de compactar o betão é através da utilização de uma
agulha que vibra a altas frequências. Pela acção da gravidade,
as partículas mais densas descem obrigando o ar a sair da
mistura.
–
Secagem: tem que acontecer lenta e gradualmente para
possibilitar a totalidade das reacções químicas entre os
constituintes de modo a serem formados os cristais essenciais
a sua resistência.
–
Cura: consiste na protecção do betão contra a desidratação
acelerada, provocadora de perdas de resistência, cor,
impermeabilidade, etc.
in situ vs Pré-fabricado:
A opção por um sistema in situ, significa que todo o processo
de produção do betão é feito no local da construção, enquanto
que a pré-fabricação significa que o material é já recebido em
obra no seu estado sólido, isto é, como produto final. A
concepção do objecto é muito distinta consoante o método de
fabrico: enquanto que num se produz um monólito, no outro
procede-se á montagem de um puzzle a partir de peças soltas.
A cor tradicionalmente associada á imagem do betão é o cinzento, o que se
deve ao cimento Portland normalmente utilizado na mistura. Existem vários
modos de actuar sobre a cor do betão, sendo que a mais comum é actuar
directamente sobre a cor do cimento. O cimento branco é em tudo idêntico ao
cimento original e a sua utilização já bastante comum.
Uma forma de condicionar a cor do betão é através de uma selecção de
inertes. O uso de inertes finos com cores fortes, pode alterar a aparência do
produto final.
Outra forma de manipular a cor do betão é usando pigmentos. Existem dois
tipos de pigmentos: os líquidos, usados em quantidades muito pequenas e por
isso muito adequados á pré-fabricação; e os pigmentos em pó, adicionados
aquando da mistura do betão e quantificados relativamente ao peso do cimento
mas nunca ultrapassando os 10% do peso deste.
O aspecto que condiciona, logo á partida, a textura do betão é a cofragem
escolhida, uma vez que o molde imprime as suas características no produto
final. Aqui as opções são enormes: vão desde a definição de estereotomias ou
marcas na face do betão até desenhos em baixo-relevo.
No entanto é também possível manipular a textura da peça após a sua
descofragem. Pode-se recorrer a tratamentos mecânicos como o uso de
martelo e cinzel ou a lixa. Outra alternativa é a utilização de tratamentos
técnicos que exigem a utilização de maquinaria mais complexa. O ataque do
betão com “jacto de areia” de alta pressão ou tratamento da superfície do betão
com chama intensa a temperaturas de 3200 graus, são técnicas bastante
comuns para texturar a superfície do betão, se bem que a mais comum é ainda
a escovagem com recurso a retardadores. Menos usual mas também possível
é a técnica de lavagem de betão com ácido seguida de água para que estes
ataquem quimicamente a superfície.
Qualquer um destes métodos de texturação, removem a superfície do
paramento do betão entre 0.5 e 10mm.
Modos de aplicação
A construção em betão, quer ela seja em betão simples, armado pré ou pósesforçado, tem um papel muito importante no campo da construção em geral.
São, portanto, muito diversos os usos do betão: desde fundações, paredes
portantes e outros elementos estruturais; passando por lajes, coberturas e
paredes de fachada; até áreas pavimentadas como estradas, parques de
estacionamento, passeios , etc.
Outro grande tipo de construções em betão são as infra-estruturas como
pontes, barragens, tanques, etc..
TOYO ITO
Nasceu em 1941
Forma-se em Arquitectura pela Universidade de Tóquio em 1965
Trabalha com Kiyonori Kitukake até 1971, ano em que estabelece próprio atelier - Urban Robot (URBOT)
Em 1979, o atelier passa-se a designar de Toyo Ito & Associates, Architects
Em 1986 recebe o prémio do Instituto de Arquitectura, pela obra Silver Hut
É convidado, em 1997, para o concurso de ampliação do MoMa (Museum of Modern Art); recebe medalha
de Ouro do Internacional Academy of Architecture Interach '97
Em 2000 é galardoado com o Prémio Arnold W. Brunner em Arquitectura, da American Academy of Arts
and Letters, sendo também neste ano condecorado com o título de Académico pela Internacional
Academy of Architecture
Em 2006 recebe a medalha de Ouro do The Royal Institute of British Architects (RIBA).
Em 2009, é premiado com a medalha de Ouro do Circulo de Bellas Artes de Madrid
White U
1976
PMT
1978
Silver Hut
1986
Torre do
Vento
1986
Museu
Municipal
Yatsushiro
1991
Museu
Municipal Residência
Shimosuwa de 3ª Idade
1994
1993
Quartel de teatro e sala
Bombeiros de concertos
L 1996
1995
cúpula O
1997
Mediateca
Crematório
Sendai
2006
2000
principal
estádio dos
Jogos
Olímpicos
2009
Biblioteca da Universidade Tama Art
“The new library is a place where everyone can discover
their style of “interacting” with books and film media as if
they were walking through a forest or in a cave; a new
place of arcade-like spaces where soft mutual relations
form by simply passing through; a focal centre where a
new sense of creativity begins to spread throughout the
art university’s campus.”
TOYO ITO
Num primeiro momento de entrada podemos encontrar
um foyer, uma cafetaria e um teatro temporário que foram
projectados como um espaço semiaberto para encorajar
alunos e empregados, de vários universidades e/ou
departamentos, a usarem a biblioteca como um espaço
de encontro. Para permitir o fluxo e vistas para as
pessoas que atravessam livremente a biblioteca, o
arquitecto projectou uma estrutura em arcos que
colocados aleatoriamente criariam a sensação do chão
se inclinar e do jardim continuasse dentro do edifício
Para manter o tema natural, Toyo Ito variou os tamanhos dos
arcos, de facto nenhum arco é igual ao outro.
Estes arcos são feitos de placas de aço cobertas com betão. Os
planos dos arcos estão dispostos ao longo de linhas curvas que se
vão intersectando em vários pontos. Com essas intersecções, Toyo
Ito conseguiu manter os arcos extremamente estreitos na parte
inferior do edifício e ainda fazer com que suportem todas as cargas
do andar de cima. As intersecções destas linhas ajudam a articular
e a delinear suavemente as zonas no espaço. As prateleiras,
maioritariamente baixas e curvilíneas, as mesas de estudo, assim
como as divisórias de vidro, que funcionam como quadros de
avisos, dão a estas zonas uma sensação de carácter individual e
visual, bem como a de continuidade espacial.
Ao caminhar por entre os arcos com vãos e alturas diferentes,
experimenta-se uma diversidade espacial que muda facilmente de
um espaço de clausura, como cheio de luz natural para a
impressão de um túnel visualmente fechado.
Edições 2010/2011
FAUP