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G04 Fernando Miranda José Tomás Cambão Maria Francisca Durães Materiais de Construção BETÃO C2LAB Laboratório de Construção da Faculdade de Arquitectura.

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1 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

2 Contextualização Histórica C2LAB Laboratório de Construção da Faculdade de Arquitectura da Universidade do Porto Prof. Nuno Lacerda Lopes 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 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...

3 Contextualização Cultural C2LAB Laboratório de Construção da Faculdade de Arquitectura da Universidade do Porto Prof. Nuno Lacerda Lopes 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 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.

4 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

5 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.

6 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.

7 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.

8 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..

9 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

10 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

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12 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.

13 Edições 2010/2011 FAUP


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