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?