Beton – budulec naszej cywilizacji

30 kwietnia 2015 - B

Kopuła Panteonu w Rzymie, (CC BY-SA 3.0)

Choć praw­dzi­wą karie­rę roz­po­czął zale­d­wie 150 lat temu, beton zna­ny jest ludz­ko­ści od czwar­te­go wie­ku przed naszą erą. Mate­riał, koja­rzo­ny raczej z moder­ni­sta­mi i nowo­cze­sno­ścią posłu­żył do budo­wy pira­mid i Pan­te­onu. Gdy­by nie ta mie­sza­ni­na cemen­tu, pia­sku i wody budow­nic­two na świe­cie wyglą­da­ło­by cał­kiem ina­czej.

Już w XVIII wie­ku przed naszą erą Babi­loń­czy­cy szu­ka­li naj­lep­szych spo­iw natu­ral­nych, któ­ry­mi mogli­by łączyć blo­ki kamien­ne czy cegły, słu­żą­ce do budo­wy pała­ców wład­ców czy świą­tyń. Sta­ro­żyt­ni budow­ni­czo­wie się­ga­li po mate­ria­ły dostęp­ne w ich naj­bliż­szej oko­li­cy: w Mezo­po­ta­mii uży­wa­no głów­nie pyłu ze skał bitu­micz­nych, w sta­ro­żyt­nym Egip­cie mie­sza­no pocho­dzą­cy z Nilu muł z kamien­ną siecz­ką. Wyjąt­ko­wo przy­dat­ne w budow­nic­twie cechy mie­lo­nych i wypa­la­nych skał osa­do­wych doce­ni­li naj­pierw Per­so­wie, po nich po wap­no się­gnę­li tak­że Gre­cy. Jed­nak to Rzy­mia­nie w naj­więk­szym stop­niu roz­wi­nę­li tech­ni­kę budo­wa­nia z uży­ciem mate­ria­łu, któ­ry dziś może­my uwa­żać przod­ka beto­nu. Udo­sko­na­li­li skład wią­żą­cej zapra­wy, miesz­ka­jąc sprosz­ko­wa­ny tuf wul­ka­nicz­ny ze żwi­rem oraz wod­nym roz­two­rem wapien­nym. Powsta­ła w ten spo­sób masa była bar­dzo trwa­ła, twar­da i wodo­od­por­na. Dzię­ki niej powsta­ły dro­gi, akwe­duk­ty, obiek­ty inży­nie­ryj­ne i wod­ne, któ­rych wie­le zacho­wa­ło się do dziś. Z cza­sem mie­sza­ni­ny pia­sku, wody, kamien­ne­go tłucz­nia i róż­ne­go rodza­ju pyłów skal­nych czy mie­lo­nych skał prze­sta­ły słu­żyć jako spo­iwo kamie­ni i cegieł, a sta­ły się samo­dziel­nym budul­cem. Sta­ro­żyt­nym miesz­kań­com Impe­rium zawdzię­cza­my nie tyl­ko wie­dzę na temat naj­lep­sze­go skła­du beto­nu, ale i… jego nazwę. Rzym­scy budow­ni­czo­wie do beto­no­wej masy czę­sto doda­wa­li sprosz­ko­wa­ne frag­men­ty cera­micz­nych dachó­wek czy cegieł – pro­szek ten nazy­wa­li „caemen­tum”; efekt final­ny miesz­ka­nia wap­na, tłucz­nia kamien­ne­go, żuż­lu i pyłu ze skał okre­śla­li mia­nem „betu­nium”. O zale­tach nowe­go budul­ca w I wie­ku przed naszą erą w dzie­le „O archi­tek­tu­rze ksiąg dzie­sięć” pisał rzym­ski archi­tekt, Witru­wiusz: „Ist­nie­je tak­że pewien gatu­nek pyłu, któ­ry dzię­ki przy­ro­dzo­nym wła­ści­wo­ściom wytwa­rza rze­czy god­ne podzi­wu. (…) Pro­szek ten zmie­sza­ny z wap­nem i łama­nym kamie­niem nie tyl­ko zapew­nia trwa­łość wszyst­kich budow­li, lecz nawet uży­ty przy budo­wie gro­bli w morzu tward­nie­je pod wodą”.

Pulitzer Foundation for the Arts St. Louis Missouri USA, proj. Tadao Ando, fot.Garfield 226 CC-BY-SA‑3.0

Jed­nym z naj­więk­szych zna­nych nam osią­gnięć budow­la­nych sta­ro­żyt­ne­go Rzy­mu jest bez wąt­pie­nia Pan­te­on, zało­żo­na na pla­nie koła świą­ty­nia, poświę­co­na wszyst­kim bogom. Zbu­do­wa­ny w latach 20. II wie­ku n.e. na pole­ce­nie cesa­rza Hadria­na gmach w dosko­na­łym sta­nie zacho­wał się do naszych cza­sów. Wciąż impo­nu­ją tu nie tyl­ko dosko­na­łe pro­por­cje czy wyczu­cie w uży­ciu deta­lu archi­tek­to­nicz­ne­go, ale i potęż­na kopu­ła, wień­czą­ca wnę­trze świą­ty­ni, któ­ra dwa wie­ku po wybu­do­wa­niu wciąż jest naj­więk­szą na świe­cie tego typu kon­struk­cją wyko­na­ną z nie­uzbro­jo­ne­go beto­nu. Rzym­scy mura­rze wyka­za­li się ogrom­ną inte­li­gen­cją, pro­jek­tu­jąc zada­sze­nie świą­ty­ni. Zróż­ni­co­wa­li skład beto­nu: pod­sta­wę kopu­ły sta­no­wią cięż­kie, twar­de blo­ki beto­no­we, w skła­dzie któ­rych zna­leźć moż­na wytrzy­ma­ły tra­wer­tyn i tuf. Im bli­żej szczy­tu kopu­ły, tym budu­lec sta­je się lżej­szy: wokół wień­czą­cej kon­struk­cję latar­ni dodat­ki z twar­dych skał zastą­pił lek­ki pumeks. Ponad­to wraz z wyso­ko­ścią zmniej­sza­no wiel­kość beto­no­wych blo­ków: naj­niż­sze są gru­be nawet na sześć metrów, te wokół latar­ni mają zale­d­wie pół metra. Dzię­ki tym kon­struk­cyj­nym zabie­gom kopu­ła jest wytrzy­ma­ła i lek­ka zara­zem – waży 4,5 tysią­ca ton.

 

Salk Institute for Biological Studies, La Jolla, Kalifornia, USA, proj. Louis Kahn, fot. Carol M. Highsmith Archive, Library of Congress, domena publiczna

Histo­ria beto­nu – choć roz­po­czę­ła się tak obie­cu­ją­co – zosta­ła prze­rwa­na wraz z upad­kiem Impe­rium Rzym­skie­go. W śre­dnio­wie­czu oraz kil­ku kolej­nych epo­kach beto­nu prak­tycz­nie nie uży­wa­no – budow­nic­two na świe­cie zdo­mi­no­wa­ły cegła oraz kamień. Z beto­ny odle­wa­no nie­któ­re deta­le archi­tek­to­nicz­ne na potrze­by gotyc­kich katedr, jed­nak było to zasto­so­wa­nie mar­gi­nal­ne i nie wyko­rzy­stu­ją­ce natu­ral­nych walo­rów tego mate­ria­łu. Póź­niej na wie­le wie­ków o beto­nie zapo­mnia­no. Walo­ry miesz­kan­ki skład­ni­ków mine­ral­nych, pia­sku i wody odkry­to na nowo w XIX wie­ku. Rewo­lu­cja prze­my­sło­wa wyma­ga­ła nowych mate­ria­łów, któ­re pozwa­lał­by na budo­wa­nie szyb­ko wytrzy­ma­łych, potęż­nych obiek­tów, jakich wcze­śniej ludz­kość nie zna­ła: potęż­nych hal fabrycz­nych, pod­kła­dów kole­jo­wych, wia­duk­tów, słu­pów tele­gra­ficz­nych. Znaw­cy mate­ria­łów budow­la­nych mówią, że domi­na­cję beto­nu w cza­sach współ­cze­snych zawdzię­cza­my Jose­pho­wi Asp­di­no­wi, angiel­skie­mu przed­się­bior­cy z bran­ży budow­la­nej, któ­ry w 1824 roku opa­ten­to­wał swój nowy wyna­la­zek: cement por­t­landz­ki, ści­śle opra­co­wa­ną pod wzglę­dem pro­por­cji mie­szan­kę skład­ni­ków mine­ral­nych, któ­re po wymie­sza­niu z wodą i pia­skiem dały mate­riał bar­dzo ela­stycz­ny, sprę­ży­sty, a zara­zem wytrzy­ma­ły. Już sta­ro­żyt­ni wie­dzie­li, że sekret jako­ści beto­nu tkwi w odpo­wied­nim dobo­rze skład­ni­ków i pro­por­cji miesz­kan­ki – cement por­t­landz­ki oka­zał się jed­ną z naj­lep­szych recep­tur, bo jest uży­wa­ny do dziś. Nie mniej istot­ny był dato­wa­ny na lata 60. XIX wie­ku kolej­ny wyna­la­zek: beton zbro­jo­ny. Jak gło­si legen­da, wymy­ślił go… pra­cu­ją­cy w Wer­sa­lu ogrod­nik, Joseph Mon­nier. Co roku zimą zma­gał się on z pro­ble­mem pęka­ją­cych na mro­zie donic na kwia­ty. Poszu­ku­jąc spo­so­bu na ich oca­le­nie w płyn­nej masie beto­no­wej zanu­rzył sta­lo­wy koszyk. Wyko­na­na w ten spo­sób wzmoc­nio­na meta­lo­wy­mi prę­ta­mi doni­ca prze­trwa­ła zimę beż żad­ne­go uszczerb­ku. Wyna­la­zek żel­be­tu pozwo­lił na budo­wa­nie wytrzy­ma­łych kon­struk­cji o dużej roz­pię­to­ści lub wyso­ko­ści, a tak­że takich, nara­żo­nych na duże obcią­że­nia. Kolej­nym wyna­laz­kiem, tym razem z lat 20. XX wie­ku, odgry­wa­ją­cym klu­czo­wą rolę w karie­rze beto­nu była… beto­niar­ka, pozwa­la­ją­ca przy­go­to­wy­wać duże ilo­ści budul­ca na bie­żą­co na pla­cu budo­wy. Autor­stwo tego urzą­dze­nia przy­pi­su­je się Tho­ma­so­wi Edi­so­no­wi. Nie mamy pew­no­ści, że to on wymy­ślił beto­niar­kę, bo Edi­son przy­zna­wał się do dzie­siąt­ków nie swo­ich wyna­laz­ków, jed­nak urzą­dze­nie to w wydat­ny spo­sób uła­twi­ło i przy­spie­szy­ło pro­ces budo­wy.

Kościół Saint-Pierre de Firminy, proj. Le Corbusier, fot. lapin.lapin, (CC BY-SA 2.0)

Gdy już świa­to­wi budow­ni­czo­wie „prze­pro­si­li się” z beto­nem i gdy na nowo dostrze­gli jego walo­ry, bar­dzo szyb­ko mate­ria­łu tego zaczę­to uży­wać do budo­wy naj­róż­niej­sze­go rodza­ju obiek­tów. Dziś beton jest obok sta­li w gro­nie naj­czę­ściej sto­so­wa­nych budul­ców.
Powrót beto­nu na świa­to­we pla­ce budo­wy roz­po­czął się od obiek­tów zwią­za­nych z prze­my­słem oraz infra­struk­tu­rą. Huty, kopal­nie, ale i roz­ra­sta­ją­ce się bły­ska­wicz­nie mia­sta epo­ki prze­my­sło­wej korzy­sta­ły w dobro­dziejstw odkry­te­go na nowo mate­ria­łu. Już w pierw­szych latach XX wie­ku zaczę­ła się jed­nak jesz­cze inna rewo­lu­cja – moder­ni­stycz­na, któ­ra po beton się­gnę­ła, bo speł­niał wszyst­kie jej postu­la­ty, zwią­za­ne z nowym i nowo­cze­snym budow­nic­twem. W 1914 roku w swo­im mani­fe­ście futu­ry­stycz­nym „Archi­tek­tu­ra futu­ry­stycz­na” Anto­nio Sant’Elia pisał: „Od koń­ca XVIII wie­ku nie ma już żad­nej archi­tek­tu­ry. Nie­praw­do­po­dob­ną mie­sza­ni­nę wszel­kie­go rodza­ju ele­men­tów sty­li­stycz­nych obwo­ła­no archi­tek­tu­rą. Nowe pięk­no cemen­tu i żela­za spro­fa­no­wa­ły kar­na­wa­ło­we inkru­sta­cje ozdób nie­uza­sad­nio­nych ani budow­la­ną koniecz­no­ścią, ani tym bar­dziej wyma­ga­nia­mi nasze­go gustu”. Negu­jąc war­tość archi­tek­tu­ry prze­szło­ści postu­lo­wał rady­kal­ną zmia­nę sty­lu – chciał budo­wać „domy z cemen­tu, sta­li i szkła”, odpo­wia­da­ją­ce nowym cza­som, dyna­mi­ce wiel­kich miast ery maszyn. Pisał: „archi­tek­tu­ra futu­ry­stycz­na jest archi­tek­tu­rą kal­ku­la­cji, zuchwa­łej śmia­ło­ści i pro­sto­ty; archi­tek­tu­rą zbro­jo­ne­go beto­nu, żela­za, szkła, tek­tu­ry, włó­kien tek­styl­nych oraz tych wszyst­kich mate­ria­łów zastę­pu­ją­cych drew­no, kamień i cegłę, dzię­ki któ­rym osią­gnąć moż­na mak­sy­mal­ną ela­stycz­ność i lek­kość”. Naj­pierw futu­ry­ści, a następ­nie moder­ni­ści uzna­li beton za ide­al­ny mate­riał do budo­wa­nia domów, odpo­wia­da­ją­cych potrze­bom nowych cza­sów. Pro­ste, oszczęd­ne, tanie, szyb­ko budo­wa­ne beto­no­we „pudeł­ka” — takiej archi­tek­tu­ry według moder­ni­stów potrze­bo­wa­ła Euro­pa. Naj­pierw przy­da­ły się one, by zaspo­ko­ić głód miesz­ka­nio­wy w bły­ska­wicz­nie roz­wi­ja­ją­cych się mia­stach, do któ­rych za pra­cą w prze­my­śle od koń­ca XIX wie­ku cią­gnę­ły tysią­ce ludzi. Póź­niej beto­no­wa archi­tek­tu­ra przy­da­ła się dźwi­ga­ją­ce­mu się z wojen­nych ruin kon­ty­nen­to­wi – moż­li­wość pre­fa­bry­ka­cji beto­no­wych ele­men­tów, ich prze­my­sło­wa pro­duk­cja zna­czą­co przy­spie­szy­ła pro­ces budo­wy i obni­ży­ła jej kosz­ty. Co cie­ka­we, moder­ni­stycz­ne domy z beto­nu przy­da­ły się tak samo po I, jak i po II woj­nie świa­to­wej.

Szkola w Paspels, Szwajcaria, proj. Valerio Olgiati, fot.ac

Ale beton w XX wie­ku słu­żył nie tyl­ko do budo­wy moder­ni­stycz­nych, pre­fa­bry­ko­wa­nych domów. Beton jest jed­nym z naj­bar­dziej ela­stycz­nych mate­ria­łów – moż­na kształ­to­wać z nie­go eks­pre­syj­ne, a zara­zem wytrzy­ma­łe for­my, moż­na budo­wać obiek­ty o ogrom­nej ska­li i wiel­kiej wyra­zi­sto­ści. W naj­now­szych dzie­jach archi­tek­tu­ry zna­leźć moż­na wie­lu twór­ców pro­jek­tu­ją­cych z beto­nu obiek­ty, któ­re łatwo okre­ślić mia­nem dzieł sztu­ki. Le Cor­bu­sier, Oskar Nie­mey­er, bry­tyj­scy bru­ta­li­ści, szwaj­car­scy i japoń­scy mini­ma­li­ści – wszy­scy oni posłu­gi­wa­li się beto­nem w inny, bar­dzo indy­wi­du­al­ny spo­sób. Le Cor­bu­sier budo­wał z nie­go „maszy­ny do miesz­ka­nia”, ale i peł­ne sub­tel­no­ści kościo­ły. Bra­zy­lij­czyk Nie­mey­er z beto­nu wyle­wał potęż­ne, monu­men­tal­ne gma­chy rzą­do­we w wybu­do­wa­nej w środ­ku dżun­gli nowej sto­li­cy swo­je­go kra­ju, ale umiał też zapro­jek­to­wać geo­me­trycz­ne kom­po­zy­cje obiek­tów kul­tu­ry, gdzie bar­wio­ny na żywe kolo­ry beton sta­wał się lek­ki i rado­sny. W latach 60. i 70. w tar­ga­nej kry­zy­sa­mi i prze­mia­na­mi spo­łecz­ny­mi Wiel­kiej Bry­ta­nii archi­tek­tu­ra spod zna­ku bru­ta­li­zmu mia­ła odzwier­cie­dlać nastro­je, panu­ją­ce wśród ludzi. Cięż­kie, sza­re, chłod­ne, mono­li­tycz­ne blo­ki, kom­plek­sy han­dlo­we, pla­ców­ki kul­tu­ral­ne czy biu­row­ce były zara­zem pro­jek­to­wa­ne tak, by wśród tych zim­nych ścian zna­la­zło się mak­sy­mal­nie dużo prze­strze­ni publicz­nych, miejsc spo­tkań czy odpo­czyn­ku. Beton lubią też współ­cze­śni archi­tek­ci z Japo­nii. Poro­wa­te, sza­re ele­wa­cje osła­nia­ją wnę­trza nowo­cze­snych domów jed­no­ro­dzin­nych, dając poczu­cie bez­pie­czeń­stwa, sta­no­wiąc ochro­nę przed napie­ra­ją­cym z zewnątrz hała­śli­wym świa­tem. Bo beton w Japo­nii jest czę­sto uży­wa­ny do budo­wy domów jed­no­ro­dzin­nych – w prze­lud­nio­nych, potwor­nie gęsto zabu­do­wa­nych metro­po­liach ten solid­ny mate­riał pozwa­la się ukryć, stwo­rzyć cichy azyl odse­pa­ro­wa­ny od zgieł­ku mia­sta. Szwaj­ca­rzy opa­no­wa­li jesz­cze bar­dziej nie­zwy­kłą zdol­ność: z suro­we­go, sza­re­go beto­nu budu­ją pozba­wio­ne jakie­go­kol­wiek deta­lu, mini­ma­li­stycz­ne budow­le w… alpej­skich wio­skach. Wśród histo­rycz­nej zabu­do­wy, drew­nia­nych chat i pięk­nych kra­jo­bra­zów moż­na się w Szwaj­ca­rii natknąć na sza­re, beto­no­we kost­ki, któ­re, choć wyda­je się to nie­moż­li­we, dosko­na­le wta­pia­ją się oto­cze­nie.

Muzeum Sztuki Współczesnej, Niterói, proj. Oscar Niemeyer, (CC BY-SA 2.5)

Sta­ro­żyt­ni umie­li wyko­rzy­stać tech­nicz­ne walo­ry beto­nu, współ­cze­śni twór­cy łączą je z jego moż­li­wo­ścia­mi for­mal­ny­mi, nawet arty­stycz­ny­mi. Dziś beton się bar­wi na wszyst­kie kolo­ry tęczy, moż­na go pole­ro­wać i lakie­ro­wać, by stał się lśnią­cy i śli­ski. W naszych osza­la­łych na punk­cie eko­lo­gii cza­sach beton tak­że się bro­ni – wyko­na­ny jest prze­cież wyłącz­nie ze skład­ni­ków pocho­dzą­cych z natu­ry. Do beto­no­wych mie­sza­nek doda­je się spe­cjal­ne skład­ni­ki, dzię­ki któ­rym mate­riał ten może pochła­niać dwu­tle­nek węgla, czy­niąc z budyn­ku tak­że maszy­nę do oczysz­cza­nia powie­trza. Odpor­ny na wszyst­kie warun­ki kli­ma­tycz­ne, ela­stycz­ny, pla­stycz­ny, twar­dy i wytrzy­ma­ły mate­riał daje dziś wła­ści­wie nie­skoń­czo­ne moż­li­wo­ści. Diznaj­ne­rzy z beto­nu pro­jek­tu­ją słu­żą­ce deko­ra­cji wnętrz podusz­ki, kana­py i fote­le, bo beton jest bar­dzo mod­ny wśród współ­cze­snych miesz­czan. Z beto­nu dziś rzeź­bi się pomni­ki, odle­wa pre­zen­to­wa­ne w naj­lep­szych gale­riach dzie­ła sztu­ki. To wzmoc­nio­ny sta­lą beton pozwa­la budo­wać kil­ku­set metro­we dra­pa­cze chmur i pozba­wio­ne pod­pór, nakry­te gigan­tycz­ny­mi kopu­ła­mi hale spor­to­we, mogą­ce pomie­ścić dzie­siąt­ki tysię­cy widzów. Oczy­wi­ście w tym samym cza­sie z tego mate­ria­łu powsta­ją kiczo­wa­te pomni­ki i przy­tła­cza­ją­ce budow­le. Monu­men­ta­lizm beto­no­wych struk­tur wyko­rzy­sty­wa­li dyk­ta­to­rzy do budo­wy legi­ty­mu­ją­cych ich wła­dzę, opre­syj­nych, wywo­łu­ją­cych lęk, domi­nu­ją­cych nad czło­wie­kiem gma­chów. Ten sam tani i łatwy w odrób­ce beton słu­ży pro­du­cen­tom… kiczo­wa­tych rzeźb ogro­do­wych.

Katedra w Brasilii, proj. Oscar Niemeyer, fot.Ugkoeln, (CC BY-SA 3.0)

Czy ist­nie­je na świe­cie dru­gi mate­riał o tak wie­lo­ra­kim zasto­so­wa­niu? I jak­by wyglą­dał nasz świat, gdy­by nie było beto­nu? W 2014 roku w Szwe­cji ogło­szo­no kon­kurs archi­tek­to­nicz­ny na pro­jekt wie­żow­ca z drew­na. Choć wybra­no lau­re­atów, na razie żaden z pro­jek­tów nie jest reali­zo­wa­ny. Bo po co ryzy­ko­wać zawa­le­nie się nie­pew­nej kon­struk­cji, sko­ro mamy do dys­po­zy­cji mate­riał sta­bil­ny, trwa­ły i zna­ny ludz­ko­ści od – baga­te­la – bli­sko czte­rech tysię­cy lat?