Technisch breiwerk bekleed met beton

Auteur: Cindy Vissering

Met één druk op de knop kunnen de onderzoekers van BRG van ETH Zürich een structuur breien, die dient als vormgevende bekisting. Het object van innovatief beton werd door Zaha Hadid Architects ontworpen als onderdeel van hun eerste tentoonstelling in Latijns America in Mexico City. De vorm is een eerbetoon aan de meester van betonnen schaalconstructies Félix Candela en is afgeleid van de iconische vorm van zijn restaurant in Xochimilco.

Zacht van binnen

Vanuit welke kant je het ook bekijkt, steeds zijn de harde, gladde buitenkant van beton en de zachte textiele binnenkant tegelijk te zien. Het textiel is opgebouwd uit twee lagen die tegelijk, volledig geautomatiseerd aangestuurd, geproduceerd zijn in 36 uur. De beide lagen hebben elk een specifieke functie.

De esthetische binnenzijde laat de gebreide constructie zien: zichtbaar zijn de spanningslijnen en het patroon van de breirichting. Er zijn stevige kleuren gebruikt in een herkenbaar patroon dat het radiale karakter van de ontworpen vorm benadrukt. De vloeiende belijning is geïnspireerd op de kleurrijke kleding uit het Jalisco-gebied in Mexico. Tijdens de bouw werd het project liefkozend Sarape genoemd, naar de traditionele Mexicaanse sjaal of poncho met een gestreept patroon.

Gebreide bekisting

De technische buitenste laag bevat gaten voor bevestiging en doorvoering van kabels en zakken of tunnels waar modelleerballonnen ingezet worden om de mal vorm te geven. De ballonnen vormen later holle ruimtes in de constructie om materiaal te besparen. Volgens hetzelfde principe zou hier bijvoorbeeld isolatie aan toegevoegd kunnen worden.

Het textiel werd opgespannen in de binnentuin van het Museo Universitario Arte Contemporáneo (MUAC) in Mexico City in een tijdelijke, ter plaatse opgebouwde constructie. Deze constructie is slechts een fractie van wat er normaliter nodig is voor de ondersteuning van een bekisting voor complexe vormen gemaakt met CNC-frezen. De gebreide bekisting bevat niet alleen rondlopende kabels, maar ook kabels die van boven naar beneden getrokken zijn. Deze laatste werden in het frame steeds strakker aangetrokken tot de gewenste vorm.

Dunne betonnen schaal

De textielbekisting werd eerst ingespoten met een speciaal hiertoe ontwikkelde cementmix. Dit Calcium Aluminaat Cement (CAC) was zo ontwikkeld dat het in twee uur droog zou zijn en zorgde voor voldoende stijfheid, zodat er geen lokale vervormingen optraden bij het opbrengen van het vezelversterkt beton (GFRC). Het beton werd in drie fases aangebracht: eerst werden de ribben volgespoten, daarna werd de gehele laag aangebracht en uiteindelijk volgde een dunne esthetische laag. Vakmannen bewerkten het beton tot een glad doorlopend oppervlak.

Dubbelgekromde schaal

Block Research Group (BRG) van ETH Zürich ontwikkelde deze Knitcrete Formworktechnologie omdat met breiwerk van een standaard industriële breimachine in één keer een ingewikkelde vorm is te fabriceren. Dit in tegenstelling tot de meestal toegepaste manier van in elkaar weven van kabels voor het vormen van dubbelgekromde constructies.

In de vorm is het gedachtegoed van architect Félix Candela (1910–1997) doorgezet om met zo min mogelijk materiaal dubbelgekromde constructies te kunnen realiseren. Waar Candela terugkerende rondingen toepaste om gebruik te kunnen maken van herbruikbare mallen, wordt hier een vorm gemaakt met een minimum aan bekistingsmateriaal. Het breiwerk weegt inclusief kabels slechts 55 kilo, voor het paviljoen dat uiteindelijk vijf ton weegt. Het transport van Zürich naar Mexico gebeurde in twee koffers als normale bagage.

Korte productie- en bouwtijd

Van start productie tot oplevering duurde vijf weken. Knitcrete Formwork verkort de productietijd aanzienlijk en bespaart een flinke hoeveelheid bekistingsmateriaal bij het maken van dit soort complexe vormen. Dit project en bijbehorend onderzoek heeft bewezen dat textiel als mal voor beton een goede productiemethode is in betonarchitectuur. De totale materiaalkosten voor de bekistingsconstructie bedroegen € 2.250,- (exclusief arbeid en frame).