Innovatief beton maakt opengewerkte rastergevel

Auteur: Caroline Kruit

Het MuCEM J4 is het nieuwe culturele hart van Marseille. MuCEM J4 is gebouwd op een beladen locatie in de haven van de mediterrane stad Marseille. Binnen de complexe randvoorwaarden van de opdracht hebben Rudy Ricciotti en Roland Carta met hun ontwerp een bijzondere balans gevonden. Het innovatieve vezelversterkt UHPC, oftewel Ultra High Performance Concrete komt op verschillende plekken terug in het gebouw.

Minerale expressie aan de mediterrane kust

Het J4 gebouw van MuCEM (Musée des Civilisations de l’Europe et de la Méditerranneée) is in de basis een vierkante doos met zijden van ruim vijftig meter en een hoogte van ruim twintig meter. De gevel die de abstracte lijnen volgt is gemaakt van open rasters van UHPC, die het gebouw als een minerale huid omsluiten en beschermen tegen de woeste elementen van natuur en klimaat.

De gevelpanelen van het MuCEM J4 zijn gegoten van UHPC in panelen van 3 x 6 m2 met een diepte van 7 cm. In de mallen zijn polyurethaan elementen geplaatst om grillige patronen te componeren met een verhouding open-gesloten van 50-50.

Beeldbepalende rasters

De gegoten vormen tussen de polyurethaan malstukken, de zogenoemde strengen van UHPC, hebben een diameter van 8 x 7 cm2. De panelen zijn verticaal gestort zodat beide zijden van het paneel een mooie zichtkant kregen. Voor de bevestiging in het werk kregen alle panelen een horizontale beugel aan de bovenzijde waarmee ze aan een staalconstructie worden gehangen. De panelen zijn met geringe afstand tot elkaar bevestigd, zodat ze onafhankelijk kunnen bewegen en thermische uitzetting geen probleem vormt.

Voorkomen van roest

Omdat de gevelpanelen voortdurend blootstaan aan het ruwe zeeklimaat, zijn er tests gedaan met verschillende metaalvezels voor de wapening en vormen van mallen. Op de locatie corrodeert staal razendsnel en bruine vlekjes in het betonoppervlak zijn zeer ongewenst. De experimenten waren vooral gericht op een zo egaal mogelijk zichtbaar oppervlak. Een kritisch oog ziet hier en daar toch een metaalvezeltje door de deklaag heen schieten.

De panelen op de pergola op de dakverdieping worden op andere wijze belast (want horizontaal geplaatst) en zijn daarom met een grotere dikte gemaakt (de diepte van de panelen is hier 10 cm). Voor de ophangconstructie is gebruikgemaakt van een stalen bevestigingssysteem (ook hier met een stramien van 6 m x 3 m) op consoles van UHPC. Daar waar panelen elkaar ontmoeten in de hoeken van de gevel en de hoek van de gevel met het dak zijn de elementen op locatie in verstek gezaagd.

Kolommen als takkenstructuur

De vloervelden van het MuCEM J4 zijn omzoomd door 308 sculpturaal gevormde kolommen in UHPC. De kolommen zijn te verdelen in drie groepen: de enkele kolommen (recht of conisch), de kolommen met Y-vorm (in verschillende varianten) en de kolommen met N-vorm (twee conische verticalen met een diagonaal dwarsverband). Binnen deze groepen zijn er verschillende lengten voor de kolommen, variërend tussen 2,79 m tot 8,79 m. De diameters variëren tussen 25 en 40 cm.

Staalvezel wapening

Dezelfde kolommen zijn op verschillende manieren ingezet in het kolommenplan, met verschillende hoekgradaties of 180 graden gedraaid. In totaal zijn twintig mallen gebruikt voor negentig verschillende kolomvormen. UHPC-kolommen hebben geen stalen wapeningsstaven, zoals we die kennen in traditionele betonkolommen. In plaats daarvan zijn vezels toegepast. De vezelwapening bestaat uit metaalvezels en polypropyleen vezels, die in het betonmengsels zijn opgenomen. Om de vezels zo veel als mogelijk de juiste richting te geven, zijn alle kolommen gestort in de positie waarin ze ook in het gebouw worden geplaatst.

Loopbruggen in UHPC

Twee loopbruggen verbinden het nieuwe MuCEM J4 met de binnenstad van Marseille. De eerste brug – vanaf het dak van J4 tot aan Fort Saint-Jean – heeft een lengte van 135 m, inclusief de terugloop op het dak. De grootste overspanning van deze brug is 76 m. De tweede brug loopt vanaf het fort tot aan de Esplanade Saint Laurent in een enkele overspanning van 69 m.

De bruggen zijn gemaakt van geprefabriceerde modulaire elementen van UHPC met een lengte van 4,5 m, die aan elkaar zijn geregen met spankabels waarmee het geheel vervolgens op spanning is gebracht. De langste brug telt 25 elementen. Het constructieve principe is hetzelfde als de in 2008 opgeleverde Pont de Diable in Hérault, ook een ontwerp van Ricciotti. De 1,8 m hoge brugzijden vormen na de voorspanning twee constructieve balken, verbonden door een brugdek.

De contactoppervlakken tussen de elementen zijn cruciaal: elke onregelmatigheid zorgt voor een verminderde krachtsoverdracht. De geaccepteerde tolerantiemaat lag in de orde van een tiende van een millimeter. Onder de opleggingen van de brug zijn schokdempers geplaatst. Het gladde oppervlak van het donkergrijze UHPC is met enige onregelmatigheid voorzien van ronde gaten, waar het licht doorheen valt en waarmee de constructie een menselijke maat krijgt. Blauwgekleurde ledverlichting zorgt in de avonduren voor bijzondere effecten.

Lees ook het interview met Romain Ricciotti, die de constructieve berekeningen voor dit project met dit relatief nieuwe materiaal maakte.