Beton – budulec naszej cywilizacji

30 kwietnia 2015 - B

Kopuàa Panteonu w Rzymie, fot. ________ _______, (CC BY-SA 3.0)

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.Garfield226,(CC BY-SA 3.0)

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

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.

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

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

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 Wsp¢àczesnej,Niter¢i,proj.Oscar Niemeyer,(CC BY-SA 2.5)

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)

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?