G04

Fernando Miranda

José Tomás Cambão

Maria Francisca Durães

Materiais de Construção

BETÃO

C2LAB

Laboratório de Construção da Faculdade de Arquitectura da Universidade do Porto

Prof. Nuno Lacerda Lopes

c2faup@gmail.com

Contextualização Histórica

C2LAB

Laboratório de Construção da Faculdade de Arquitectura da Universidade do Porto

Prof. Nuno Lacerda Lopes

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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 ...

Contextualização Cultural

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Prof. Nuno Lacerda Lopes

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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.

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, adicionam-

se 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 pós-

esforçado, 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

Silver Hut

1986 PMT

1978

Torre do

Vento

1986

Museu

Municipal

Yatsushiro

1991

Museu

Municipal

Shimosuwa

1993

Residência

de 3ª Idade

1994

Quartel de

Bombeiros

1995

cúpula O

1997

teatro e sala

de concertos

L 1996

Mediateca

Sendai

2000

Crematório

2006

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