Το αρχιτεκτονικό και εµφανές σκυρόδεµα στην προκατασκευή. Αθ. Ν. Απέργης ιπλ. Πολ. Μηχανικός Ε.Μ.Π. Τεχνικός σύµβουλος προκατασκευής. Λέξεις κλειδιά: αρχιτεκτονικό εµφανές σκυρόδεµα, προκατασκευή ΠΕΡΙΛΗΨΗ: Στην εργασία αυτή περιγράφονται ο τρόπος κατασκευής, οι ιδιότητες και οι συµβατικές απαιτήσεις για το λεγόµενο αρχιτεκτονικό και εµφανές σκυρόδεµα σε εφαρµογή στην προκατασκευή. Η εργασία περιλαµβάνει επίσης, τον τρόπο αξιολόγησης των επιφανειών των προκατασκευασµένων προϊόντων και τις συµβατικές υποχρεώσεις των παραγωγών προκατασκευής. Γίνεται µνεία των πλεονεκτηµάτων και της οικονοµικότητας της προκατασκευής και τέλος, αναφέρεται τι παράγεται σε προκατασκευασµένο αρχιτεκτονικό σκυρόδεµα από µονάδες προκατασκευής στην Ελλάδα. 1.ΕΙΣΑΓΩΓΗ Το σκυρόδεµα έχουµε συνηθίσει να το χαρακτηρίζουµε υλικό που επιβαρύνει το περιβάλλον. Γιατί µέχρι τώρα, το σκυρόδεµα ήτανε ένα υλικό που είχε πάντοτε γκρίζο χρώµα και µια επίπεδη αλλά αδρή επιφάνεια από τον απλάνιστο ξυλότυπο. Αρχιτέκτονες µε διεθνή ακτινοβολία όπως ο Tadao Ando ή η Zaha Hadid κ.α. επέβαλλαν αισθητικές λύσεις όπου η επιφάνεια του σκυροδέµατος δεν θυµίζει καθόλου αυτήν που είχαµε συνηθίσει µέχρι τώρα. Το σκυρόδεµα, εξ ορισµού υλικό εύπλαστο, σε συνδυασµό µε νέες τεχνολογίες δηµιούργησε εφαρµογές, όπως το έγχρωµο, το ανάγλυφο και το απογυµνωµένο σκυρόδεµα. Έτσι επικράτησε ο όρος Αρχιτεκτονικό σκυρόδεµα. Η βιοµηχανική παραγωγή, δηλαδή η προκατασκευή εξασφαλίζει την ποιότητα του σκυροδέµατος, την διαχρονικότητα του ανάγλυφου της επιφάνειας του, και το ανεξίτηλο των χρωµάτων του. 2. ΕΜΦΑΝΗ ΣΚΥΡΟ ΕΜΑΤΑ ΙΑΜΟΡΦΩΜΕΝΗΣ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΣ Τα εµφανή σκυροδέµατα χαρακτηρίζονται από την όψη, τον χρωµατισµό και το ανάγλυφο της επιφάνειας, που δηµιουργείται µε αντίστοιχη επεξεργασία. 2.1. ιαµόρφωση Η επιφάνεια του σκυροδέµατος επί τόπου, διαµορφώνεται βάσει της επιφάνειας του ξυλοτύπου. Στο κατ ευφηµισµό- εµφανές σκυρόδεµα έχουµε επιφάνεια βάσει πλανισµένου ξυλότυπου ή µοριοσανίδας (µπετοφόρµ) και πιο σπάνια σιδηρότυπου. Στη προκατασκευή επειδή χρησιµοποιούµε σιδηρότυπο έχουµε πάντα λεία και επίπεδη επιφάνεια. 2.2. Ανάγλυφες επιφάνειες Για την δηµιουργία ανάγλυφων επιφανειών χρησιµοποιούµε αντίστοιχα καλούπια. Το υλικό των καλουπιών ποικίλει µε γνώµονα την ποιότητα και την επαναλληπτικότητα του παραγοµένου προϊόντος.
Στην προκατασκευή χρησιµοποιούµε διαµορφωτικά επιφανείας που αντέχουν σε επαναλληπτικότητα. Τέτοια διαµορφωτικά είναι ο σιδηρότυπος και τα ελαστοµερή. Υπάρχουν σε ελαστοµερή αποτυπωµένες έτοιµες διαµορφωµένες διάφορες ποικιλίες επιφανειών, κατασκευασµένες από εταιρείες που ειδικεύονται στο είδος. Κολλούνται στον σιδηρότυπο και αποτυπώνουν το αρνητικό τους µοτίβο στην επιφάνεια του σκυροδέµατος. Με την επανάληψη της παραγωγής του στοιχείου έχουµε παράγει προκατασκευασµένα στοιχεία µεγάλης επιφάνειας µε το ίδιο µοτίβο. (Εικόνα 1) Μπορούµε όµως να πρωτοτυπήσουµε αναπαράγοντας µοναδικά µοτίβα χυτεύοντας το ελαστοµερές υλικό σε επιφάνεια που έχουµε µόνοι µας διαµορφώσει. Ακολούθως να κολλήσουµε το ελαστοµερές στον σιδηρότυπο και να παράγουµε την επιθυµητή επιφάνεια. Οι επιφάνειες που χρησιµοποιούνται στην προκατασκευή χαρακτηρίζονται από το είδος του στοιχείου που θα παραχθεί. Ανάγλυφες επιφάνειες για στοιχεία όψεως κτιρίων, περιφράξεων, ηχοπετασµάτων κλπ συνήθως έχουν απλά γεωµετρικά σχήµατα, αλλά και διακοσµητικά ή περίπλοκα σχήµατα. (Εικόνα 2) Καλλιτεχνικές παραστάσεις είναι απαιτητές για νέα γενιά κτιρίων. Η προκατασκευή έχει να επιδείξει εκτεταµένες µορφολογικές επεµβάσεις σε προσόψεις κτιριακών έργων. Εικόνα 1. Επαναλαµβανόµενο µοτίβο από ελαστοµερές. Εικόνα 2. Επαναλαµβανόµενο διακοσµητικό µοτίβο. 2.3. Απογυµνωµένο σκυρόδεµα Η τεχνική της απογυµνωµένης ή ξεπλυµένης επιφάνειας σκυροδέµατος από τον επιφανειακό τσιµεντοπολτό, ξεκίνησε από µικρής επιφάνειας προκατασκευασµένα προϊόντα, όπως π.χ. πλάκες πεζοδροµίου. Ο όρος «ξεπλυµένος» ίσχυε για µια πρωτόγονη τεχνική, που αµέσως µετά την σκυροδέτηση δηλ. όσο είναι νωπός ακόµη ο τσιµεντοπολτός αποµακρύνεται µε νερό υπό πίεση, και µένουν ανάγλυφοι οι κόκκοι των αδρανών. Η απλή αυτή µέθοδος αντικαταστάθηκε από µια βιοµηχανοποιηµένη διαδικασία, που αµέσως βρήκε εφαρµογή στη προκατασκευή για µεγάλες επιφάνειες. Εταιρείες που ειδικεύονται στα χηµικά πρόσθετα, διαθέτουν υλικά που όταν επαλειφθούν στον σιδηρότυπο ή κατευθείαν στην επιφάνεια του σκυροδέµατος επιβραδύνουν την πήξη του επιφανειακού τσιµεντοπολτού σε ελεγχόµενο βάθος. Έτσι έχουµε δύο εφαρµογές : Κατευθείαν στην επιφάνεια του σκυροδέµατος: Θετική εφαρµογή Επάλειψη στον σιδηρότυπο: Αρνητική εφαρµογή. Το επιβραδυντικό υλικό επιδρά στον τσιµεντοπολτό στα 60 περίπου λεπτά που χρειάζεται για να αρχίσει να πήζει. Το βάθος έκθεσης των αδρανών είναι συνάρτηση του µεγέθους τους και της
κοκκοµετρίας τους. Το ελεγχόµενο βάθος απογύµνωσης των κόκκων ποικίλει από 0,5 mm µέχρι 7.0 mm. Οι κόκκοι θα πρέπει να απογυµνώνονται κατά το 1/3 του µεγέθους τους ώστε να µη αποκολλούνται από το προκατασκευασµένο στοιχείο. Ο τσιµεντοπολτός αποµακρύνεται µε υδροβολή µετά από 24-72 ώρες, µετά τη σκυροδέτηση του στοιχείου. Με τα δεδοµένα αυτά, µπορεί να προγραµµατισθεί η παραγωγή στην προκατασκευή, αφού έχουµε συγκεκριµένες βιοµηχανικές παραµέτρους. Η εκλογή των αδρανών και η επιλεγµένη κοκκοµετρία τους δίνει και το τελικό αισθητικό αποτέλεσµα. Η µέθοδος αυτή εγγυάται: Τέλειο φινίρισµα επιφανειών Αξιόπιστη διαδικασία για βιοµηχανική παραγωγή Ελεγχόµενο βάθος απογύµνωσης αδρανών Ενιαία οπτική παρουσία των επί µέρους προκατασκευασµένων στοιχείων. Αισθητικό αποτέλεσµα στην απογυµνωµένη επιφάνεια (Εικόνα 3 & 4) Εικόνα 3. Απογύµνωση επιφάνειας µε υδροβολή. Εικόνα 4. Βοτσαλόπλακα. 2.4. Άλλες µέθοδοι διαµόρφωσης επιφάνειας του σκυροδέµατος Πολλές άλλες µέθοδοι εφαρµόζονται για την διαµόρφωση της επιφάνειας σκυροδέµατος. Παρεµφερή αποτελέσµατα µε το απογυµνωµένο σκυρόδεµα, έχει ή µέθοδος επεξεργασίας µε οξέα, ή µε φλόγιστρο. Μηχανικοί ή και χειρονακτικοί τρόποι είναι του πελεκήµατος ή το «σκαρπιτσάρισµα» όπως λέγονται στην ελληνική αγορά. Αφορούν µικρές επιφάνειες σκυροδέµατος και δεν ενδείκνυνται για βιοµηχανική παραγωγή. Αντίθετα η µέθοδος της στίλβωσης, δηλ. ανάλογης διαδικασίας µε την αντίστοιχη της επεξεργασία του µαρµάρου, έχει βιοµηχανική εφαρµογή, π.χ. σε πλάκες επίστρωσης ή και προκατασκευασµένα στοιχεία προσόψεων. 3. ΕΓΧΡΩΜΑ ΣΚΥΡΟ ΕΜΑΤΑ Βασικά ξεχωρίζουµε τα σκυροδέµατα σε αυτά που αποκτούν χρώµα, από χρωµατιστά αδρανή, από το χρώµα του τσιµέντου, και από ορυκτά πρόσθετα χρώµατα (pigments).
3.1. Έγχρωµα σκυροδέµατα µε χρωµατιστά αδρανή Η εκλογή των αδρανών ως προς το χρώµα τους και η κοκκοµετρία τους επηρεάζει τον τελικό χρωµατισµό της επιφάνειας του σκυροδέµατος. Η εκλογή επίσης άσπρου ή κοινού τσιµέντου παίζει σηµαντικό ρόλο στο τελικό αποτέλεσµα. Για µεγάλες επιφάνειες π.χ. στοιχεία προσόψεως κτιρίων, όπου τα χρωµατικά αποτελέσµατα είναι αµέσως συγκρίσιµα, πρέπει όλες οι παράµετροι παραγωγής των προκατασκευασµένων στοιχείων να είναι ενιαίοι, ελέγξιµοι και σταθεροί. Ενιαίος χρωµατισµός των αδρανών Τήρηση ίδιας κοκκοµετρίας αδρανών Αυστηρή δοσοµετρία και τρόπος ανάµειξης σκυροδέµατος Λόγος νερού / τσιµέντου Τρόπος παραγωγής στη προκατασκευή ( όνηση, πίεση κλπ) Χρόνος συµπύκνωσης (δόνησης) σκυροδέµατος Τελική επεξεργασία της επιφάνειας Συντήρηση Ωρίµανση Χώρος και τρόπος αποθήκευσης Εννοείται ότι εάν αλλάξει κάποιος από τους παραπάνω παράγοντες κατά τη διαδικασία της παραγωγής, θα έχουµε αστοχία στο τελικό αναµενόµενο αποτέλεσµα που είναι ο ενιαίος χρωµατισµός. 3.2. Έγχρωµα σκυροδέµατα µε ορυκτά χρώµατα Ο χρωµατισµός του σκυροδέµατος µε ορυκτά χρώµατα είναι µία διαδικασία που απαιτεί ιδιαίτερη σχολαστικότητα και αυστηρό ποιοτικό έλεγχο κατά την παραγωγή στη προκατασκευή. Επίσης απαιτεί εγκαταστάσεις αξιόπιστες ( οσοµετρία, ανάµειξη κλπ). Μεγάλες εταιρείες παραγωγής χηµικών προϊόντων παράγουν ποικιλία τυποποιηµένων ανόργανων χρωµάτων (pigments) για τον χρωµατισµό του σκυροδέµατος. Τα χρώµατα παράγονται σε ξηρά µορφή και αναµειγνύονται εν ξηρώ σε αναλογία 4% - 8% κατά βάρος µε το τσιµέντο. Τα χρώµατα µπορούν όµως να αναµειχθούν και σε υγρή µορφή στο ανάµειγµα του σκυροδέµατος. Σε αυτή την περίπτωση απαιτείται δοσοµετρική αντλία ακριβείας για την δοσολογία τους. Το χρώµα του τσιµέντου είναι καθοριστικό για την τελική απόχρωση του σκυροδέµατος. Συνήθως χρησιµοποιείται τσιµέντο Portland άσπρο ή κοινό. Για µία συγκεκριµένη παρτίδα παραγωγής προκατασκευασµένων στοιχείων απαιτείται η χρήση τσιµέντου ενιαίας παραγωγής από το ίδιο πάντοτε εργοστάσιο. Αυτό προϋποθέτει αντίστοιχους αποθηκευτικούς χώρους τσιµέντου (Σιλό). Εφαρµογή βρίσκει το χρωµατισµένο µε ορυκτά χρώµατα σκυρόδεµα σε προκατασκευασµένα προϊόντα οδοποιίας (κυβόλιθους, τσιµεντόπλακες επίστρωσης κλπ) αλλά και σε πετάσµατα προσόψεων κτιρίων µεγάλων διαστάσεων. Εννοείται πως όλοι οι παράγοντες που αναφέραµε στη παράγρ.3.1. για τα χρωµατιστά αδρανή ισχύουν και στη περίπτωση των ορυκτών χρωµάτων. Γενικότερα απαιτείται σχολαστική διαδικασία παραγωγής για να επιτευχθεί ενιαίος χρωµατισµός σε όλη την επιφάνεια του προκατασκευασµένου στοιχείου, αλλά και σε όλα τα παραγόµενα προκατασκευασµένα τεµάχια που απαρτίζουν µια παραγγελία ή ένα συγκεκριµένο έργο..
4. ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΕΠΙΦΑΝΕΙΩΝ ΚΑΙ ΣΥΜΒΑΤΙΚΕΣ ΥΠΟΧΡΕΩΣΕΙΣ Επειδή στην αξιολόγηση µίας ανάγλυφης ή χρωµατισµένης επιφάνειας είτε πρόκειται για πρόσοψη κτιρίου ή για δάπεδο, η κρίση είναι κατά κάποιο τρόπο υποκειµενική, πρέπει να τηρηθούν οι πιο κάτω παράγοντες, τότε ο παραγωγός που φέρει και την τελική ευθύνη της ποιότητας θα αντιµετωπίσει προβλήµατα κατά την παράδοση του έργου. Σωστό είναι λοιπόν πριν την έναρξη της παραγωγής των προκατασκευασµένων στοιχείων να γίνουν για κάθε ξεχωριστή παραγγελία δοκιµαστικά αναµείγµατα. Αφού εκλεγούν τα επιθυµητά αναµείγµατα, παράγεται µια δοκιµαστική σειρά λίγων στοιχείων, ώστε ο πελάτης (ο κύριος του έργου, ο αρχιτέκτων κλπ), να διαλέξει την συγκεκριµένη επιφάνεια, απόχρωση κλπ. Με την συγκεκριµένη πλέον σύνθεση του σκυροδέµατος θα γίνει η κανονική παραγωγή, και θα τηρηθούν όλες οι συνθήκες που αναφέρονται στη παραγρ. 3.1. µέχρι την τελική παράδοση του έργου. Ειδικώς τα έγχρωµα σκυροδέµατα πρέπει να µη παρουσιάζουν τα εξής ελαττώµατα. Ανοµοιοµορφία χρωµάτων Εξανθήµατα ασβέστου Εξανθήµατα σκωρίας Πόρους ή εµφανείς οπές Κατά τα άλλα πρέπει στη τεχνική συγγραφή να αναφέρονται και ότι αφορά τα κοινά προκατασκευασµένα στοιχεία, δηλ. ιαστάσεις Ανοχές διαστάσεων Φαλτσογωνιές, σκοτίες κλπ Θερµοµόνωση Άλλες ειδικές απαιτήσεις 5. ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΟΤΗΤΑ ΚΑΙ ΠΡΟΚΑΤΑΣΚΕΥΗ Και σε αυτόν το τοµέα των αρχιτεκτονικών σκυροδεµάτων ή τυποποίηση και η επαναλληπτικότητα µειώνει το κόστος των παραγοµένων στοιχείων. Ανάγλυφα και έγχρωµα σκυροδέµατα µε ποιοτικά ενιαίους σχηµατισµούς ή χρωµατισµούς µόνον µε βιοµηχανικό τρόπο µπορούν να παραχθούν. Επειδή όµως όλη η διαδικασία παραγωγής απαιτεί υποδοµή και σχολαστική διεργασία υψηλού κόστους, αλλά και το υψηλό κόστος των χρησιµοποιουµένων υλικών (Ρευστοποιητές, ορυκτά χρώµατα κλπ). Συνηθίζεται να παράγεται το προκατασκευασµένο στοιχείο σε δύο στρώσεις µε δύο διαφορετικά σκυροδέµατα. ηλαδή στον εξωτερικό διακοσµητικό φλοιό και στο κοινό σκυρόδεµα.(εικόνα 5) Εικόνα 5. Σκυροδέτηση αρχιτεκτονικού φλοιού. Τοποθέτηση ειδικών αγκυρίων σύνδεσης και τοποθέτηση θερµοµόνωσης.
Ειδικώς για προκατασκευασµένα πανέλα προσόψεων το κοινό σκυρόδεµα είναι και το φέρον. Η συνεργασία των δύο στρώσεων, όταν υπάρχει και ενδιάµεση θερµοµόνωση, απαιτεί τρόπο σύνδεσης που να εξασφαλίζει τις διαφορικές συστολοδιαστολές των δύο µερών. Ήδη στην αγορά προσφέρεται τυποποιηµένη τεχνολογία που καλύπτει αυτές τις στατικές απαιτήσεις. (Ειδικά αγκύρια, κλπ). Η τελική τιµή ενός προκατασκευασµένου στοιχείου προσόψεως µε αρχιτεκτονικό σκυρόδεµα, είναι πάντοτε χαµηλότερη από την επί τόπου αντίστοιχη κατασκευή εάν συντρέχουν οι συνθήκες που προαναφέραµε. Η σύγκριση πρέπει να γίνει και για τους δύο τρόπους δόµησης, της επί τόπου κατασκευής και της προκατασκευής. ηλ αναλύοντας και κοστολογώντας όλες τις επί τόπου εργασίες, όπως Τοποθέτηση ικριώµατος Προετοιµασία βαφής Βαφή ή επεξεργασία επιφάνειας κλπ. 6. ΤΙ ΠΑΡΑΓΕΤΑΙ ΣΗΜΕΡΑ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑ Α Μέχρι πρόσφατα η παραγωγή προκατασκευασµένου εµφανούς και εγχρώµου σκυροδέµατος περιοριζότανε στις πλάκες πεζοδροµίου και στους κυβόλιθους. Οι ανάγλυφες πλάκες επίστρωσης, οι βοτσαλόπλακες και οι χρωµατιστοί κυβόλιθοι είναι προϊόντα προκατασκευής µε υψηλό βαθµό βιοµηχανοποίησης και αντίστοιχα υψηλού κόστους υποδοµή. Αρκετές µονάδες προκατασκευής ειδικεύονται στα προϊόντα αυτά µε πολύ καλά ποιοτικά αποτελέσµατα. Η παραγωγή µεγάλων διαστάσεων προκατασκευασµένων στοιχείων µε αρχιτεκτονικό σκυρόδεµα, ξεκίνησε πρόσφατα από µονάδες παραγωγής που ειδικεύονται σε προκατασκευασµένα κτιριακά έργα. Οι µονάδες αυτές ανήκουν σε εταιρείες που έχουν πρόσβαση σε νέες τεχνολογίες και διαθέτουν την απαιτούµενη ανθρώπινη και υλική υποδοµή για να ανταπεξέλθουν στους αυστηρούς κανόνες της ποιότητας. Οι κατασκευές που έχουν γίνει µέχρι τώρα αφορούν ανάγλυφα τοιχεία προσόψεων βιοµηχανικών και εµπορικών κτιρίων (Εικόνα 6 & 7) αλλά και τα προκατασκευασµένα περιµετρικά πετάσµατα του νέου µουσείου της ακρόπολης. Εικόνα 6. Μοντάρισµα προκατασκευασµένου τρισδιάστατου τοιχείου προσόψεως κτιρίου γραφείων Rehau. Εικόνα 7. Κτίριο αποπερατωµένο, εταιρίας Rehau, Παιανία Αττικής.
Τέλος, επειδή και η Ελλάδα πρέπει να εναρµονισθεί µε την ευρωπαϊκή νοµοθεσία όσο αφορά τα σήµατα ποιότητας των οικοδοµικών υλικών µέχρι το 2007, εξυπακούεται ότι και για τα προκατασκευασµένα προϊόντα θα πρέπει οι εταιρείες παραγωγής να αποκτήσουν εγκαίρως τα αντίστοιχα σήµατα ποιότητας (CE) Η δυνατότητα πάντως υπάρχει στις µονάδες προκατασκευής και η πρόκληση των αρχιτεκτόνων και της ελληνικής αγοράς για ποιοτικά, αισθητικά και φθηνά προκατασκευασµένα στοιχεία για χρήση και σε κτιριακά έργα θα δώσει ένα χρωµατιστό και χαρούµενο δοµηµένο περιβάλλον. 7. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Ο τοµέας της προκατασκευής, πάντα πρωτοπόρος στην τεχνολογία του σκυροδέµατος, χρησιµοποιεί διάφορες µεθόδους στην εφαρµογή αρχιτεκτονικού σκυροδέµατος. Η Ελληνικές βιοµηχανίες προκατασκευών οφείλουν να εκµεταλλευτούν τις προκλήσεις της εποχής και να προωθήσουν τα ανταγωνιστικά προϊόντα τους. 8. ΚΑΝΟΝΙΣΜΟΙ Ελληνικός Κανονισµός Τεχνολογίας Σκυροδέµατος (ΚΤΣ 97) Ελληνικός Κανονισµός Οπλισµένου Σκυροδέµατος 2000 (ΕΚΩΣ 2000) Σχεδιασµός έργων από προκατασκευασµένα στοιχεία σκυροδέµατος (ΦΕΚ 1517/Β/27.07.99) DIN 18216 (Αγκυρώσεις για ξυλοτύπους και σιδηροτύπους) DIN 18217 ( Επιφάνειες σκυροδέµατος και καλουπιών) Sichtbeton/ Merkblatt/ Deutscher Beton Verein/ 03.1997 9. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ H. Heufers: Novel surface finish with coloured aggregates/bft/09.1980 G.Buechner: Colour fluctuation in the production of coloured concrete / BFT/ 08.1982 W. Schulte: Coloured architectural concrete components/ BFT/09/1983 Αθ.Ν.Απέργης-Β.Παπαθεοδοσίου/ Το εµφανές σκυρόδεµα στην προκατασκευή. Σκυρόδεµα-Οδηγός 2004-2005/Τe-εκδοτική