Retroreflexívny betón

Výraz retroreflexívny betón opisuje optický fenomén, ktorý spôsobuje, že svetlo sa odráža od určitej plochy do smeru, z ktorého práve prichádzate. Je to jav známy skôr z policajných alebo požiarnych uniforiem. Reflexívne pásiky odrážajú svetlo s cieľom zvýšiť bezpečnosť osôb počas zásahu. Ak sa nachádzate akurát v ohnisku reflexivity, silný optický efekt neujde našej pozornosti.

Výtvarníčka Heike Klussmann a architekt Thorsten Klooster žijúci v Berlíne sa už desiaty rok pokúšajú uplatniť retroreflexivitu v oblasti architektúry. Do povrchovej vrstvy betónu zaliali sklenené mikroguľôčky a tým dodali klasickému stavebnému materiálu optické kvality. Nový výrobok, ktorý z tejto kombinácie vznikol, sa predáva pod názvom BlingCrete (svetlo, betón) a v oblasti viditeľného značenia verejných priestranstiev a vo verejnej doprave vytvára nové dizajnérske možnosti. A nielen tam.

Retroreflexívny betón robí hrany stien, schodiskové stupne alebo železničné peróny dobre viditeľné. Navyše, princíp ich výroby zároveň umožňuje zabudovať do jednotlivých prvkov svetelné systémy. Dotykom rozpoznateľný povrch predurčuje tento materiál aj na vytváranie špeciálneho vodiaceho značenia pre slepých vo verejných priestoroch.

Na rozmiestnenie guľôčok v betóne uplatňujú autori tohto materiálu princípy, ktoré sú výsledkom výskumu experimentálneho fyzika prof. Dr. Arna Ehersmanna z univerzity Kassel. Presné rozmiestnenie guľôčok vo výrobnej matrici ovplyvňuje nanotechnologické zmagnetizovanie prídavných látok zamiešaných do betónu.

Od pasívneho…
Účinok retroreflexívneho betónu závisí od vyhotovenia vrchnej vrstvy, svetelného zdroja a pozorovateľa. V súlade s pravidlami dopadu a odrazu svetla sa odraz svetla stáva silne viditeľným. Vďaka tomu sa pasívny betónový povrch mení na aktívny. Je jedno, či je zdrojom svetla denné, alebo…

… k aktívnemu stavu
… umelé svetlo. Retroreflexívne povrchy môžu aktivovať aj rozlične sfarbené svetelné zdroje. Z dvojdimenzionálneho povrchu v miestnosti sa stáva trojdimen­zionálny a vďaka tomu sa obľúbená miestnosť mení na interaktívny priestor.

Betón a sklenené guľôčky

Retroreflexívny betón tvoria dva hlavné komponenty – vysoko pevnostný alebo ultravysoko pevnostný betón a sklenené guľôčky. Vlastnosti betónu umožňujú pevné spojenie guľôčok s betónom a presnú kontrolu ich usporiadania. Sklenené mikroguľôčky možno usporiadať v ľubovoľných rastroch do želaných vzorov alebo úplne náhodne. Veľkosť guľôčok variuje v závislosti od želaného výsledného vzoru a ich priemer sa pohybuje v rozpätí od 0,7 do 7 mm. Štandardný priemer je 2 mm. Sú možné aj kombinácie rozlične veľkých sklenených mikroguľôčok (krivka zrnitosti).

Magickým číslom pre autorov materiálu bolo číslo 51, pretože presne 51 percent povrchu mikroguľôčky sa musí zapustiť do betónového podkladu, aby sa dosiahol efekt takzvanej retroreflexivity. Dopadajúce svetelné lúče sa na základe daných fyzikálnych princípov odrazu a lomu svetla odrážajú späť ku zdroju svetla. Uhol dopadu sa rovná uhlu odrazu a odrazený lúč zostáva v rovine dopadu.
–>–>

BlingCreteTM antracitový + nerovnomerný reliéf (Flux) Názov: BlingCrete Charakteristika: nerovnomerný reliéf (Flux) – retroreflexívny Pevnosť: vysoko pevnostný alebo ultravysoko pevnostný betón Farba: antracitová Veľkosť sklenených guľôčok: 3 mm (rezistentné proti alkáliám) Povrchová vrstva: retroreflexívny Možné tvary: rovinatý, zakrivený alebo zaoblený (konkávny/konvexný)	BlingCreteTM čierny + tesný raster Názov: BlingCrete Charakteristika: tesný raster – retroreflexívny Pevnosť: vysoko pevnostný alebo ultravysoko pevnostný betón Farba: antracitová (prípadne čierna) Veľkosť sklenených guľôčok: 3 mm (rezistentné proti alkáliám) Povrchová vrstva: tesný raster Možné tvary: rovinatý, zakrivený alebo zaoblený (konkávny/konvexný)
BlingCreteTM antracitový + náhodný raster Názov: BlingCrete Charakteristika: dve veľkosti sklenených guľôčok – retroreflexívny Pevnosť: vysoko pevnostný alebo ultravysoko pevnostný betón Farba: sivá Veľkosť sklenených guľôčok: 0,7 mm a 3 mm (rezistentné proti alkáliám) Povrchová vrstva: náhodné usporiadanie guľôčok Možné tvary: rovinatý, zakrivený alebo zaoblený (konkávny/konvexný)	BlingCreteTM zelený + náhodný raster Názov: BlingCrete Charakteristika: hadia koža – retroreflexívny Pevnosť: vysoko pevnostný alebo ultravysoko pevnostný betón Farba: zelená Veľkosť sklenených guľôčok: 2 mm (rezistentné proti alkáliám) Povrchová vrstva: náhodné usporiadanie guľôčok Možné tvary: rovinatý, zakrivený alebo zaoblený (konkávny/konvexný)
BlingCreteTM krémový + široký raster Názov: BlingCrete Charakteristika: dvojitý rozstup – retroreflexívny Pevnosť: vysoko pevnostný alebo ultravysoko pevnostný betón Farba: krémová Veľkosť sklenených guľôčok: 2 mm (rezistentné proti alkáliám) Povrchová vrstva: široký raster Možné tvary: rovinatý, zakrivený alebo zaoblený (konkávny/konvexný)	BlingCreteTM žltý + náhodný raster Názov: BlingCrete Charakteristika: bezpečnostná žltá – retroreflexívny Pevnosť: vysoko pevnostný alebo ultravysoko pevnostný betón Farba: žltá Veľkosť sklenených guľôčok: 2 mm (rezistentné proti alkáliám) Povrchová vrstva: náhodné usporiadanie guľôčok Možné tvary: rovinatý, zakrivený alebo zaoblený (konkávny/konvexný)
BlingCreteTM krémový + vzorka Názov: BlingCrete Charakteristika: vzorka – retroreflexívny Pevnosť: vysoko pevnostný alebo ultravysoko pevnostný betón Farba: krémová Veľkosť sklenených guľôčok: 2 mm (rezistentné proti alkáliám) Povrchová vrstva: vzorka Možné tvary: rovinatý, zakrivený alebo zaoblený (konkávny/konvexný)	BlingCreteTM antracitový + tesný raster Názov: BlingCrete Charakteristika: tesný raster – retroreflexívny Pevnosť: vysoko pevnostný alebo ultravysoko pevnostný betón Farba: antracitová Veľkosť sklenených guľôčok: 3 mm (rezistentné proti alkáliám) Povrchová vrstva: úzky raster Možné tvary: rovinatý, zakrivený alebo zaoblený (konkávny/konvexný)

Farebné spektrum
Farebné spektrum je pomerne široké. Retroreflexívny betón sa vyrába v rozličných odtieňoch sivej farby, v bielej, antracitovej, ako aj žltej, červenej a zelenej farbe. Farbu určuje farba betónu, guľôčky sú vždy priesvitné – bezfarebné. Minimálna hrúbka platne môže byť 2,5 cm. Možno vyrábať aj veľké formáty, napríklad 4 × 6 m.

Textúry retroreflexívneho betónu

Pozoruhodnosťou tohto materiálu sú originálne textúry. Rozličné rastre a možnosť vytvárať ľubovoľné vzory či obrazce dávajú predpoklad vzniku zaujímavých a rozmanitých povrchových vrstiev. Obrazce a vzorky sú zameniteľné podľa želania.

Najskôr bola myšlienka
Základným impulzom na vytvorenie inovatívneho a inteligentného materiálu bol projekt novej trasy metra v nemeckom meste Düsseldorf – Werhahn-Linie. Ešte v roku 2002 sa Heike Klussmann stala víťazkou vyhlásenej verejnej súťaže. Idea jej víťazného projektu sa zakladala na princípe odrazových sklíčok. Okolité plochy stanice sa mali v určitých situáciách rozžiariť.

Vytvoriť však materiál, ktorý by odrážal svetlo a nebol by horľavý, nebolo jednoduché. Svoje sily museli spojiť experti z oblasti umenia, architektúry, interaktívneho dizajnu, experimentálnej fyziky a technologického výskumu materiálov. Nahradením plastu a alumínia kombináciou betónu a skla sa podarilo dosiahnuť triedu požiarnej odolnosti A1. Retroreflexívny betón predstavuje nový druh materiálu s vlastnou logikou efektov.

Werhahn-Linie je 3,4 kilometra dlhý úsek metra budovaný v centre mesta Düsseldorf. Je pomenovaný podľa stanice Düsseldorf Werhahn, severovýchodného východiskového bodu úseku cesty, a zároveň podľa názvu ulice Am Werhahn, kadiaľ podzemná trasa vedie. Prvý výkop sa uskutočnil 28. novembra 2007 a prvé stavebné práce sa začali vo februári 2008. Ukončenie výstavby je naplánované na jeseň 2014. Na trase bude premávať článkový motorový vozeň typu NF8U. Dokončenie projektu významne prispeje k zlepšeniu dopravnej situácie v meste. Vďaka novému úseku sa dosiahne rýchle spojenie naprieč centrom mesta. Úsek S-Bahn Werhahn a Bahnhof Bilk zabezpečí lepšie napojenie rozvinutých mestských častí na východe a západe na už existujúcu sieť. Prepravná kapacita bude viac ako 53 000 cestujúcich za deň.

Andrea Dingová
Foto: Heike Klussmann

Autorka je šéfredaktorkou časopisu Stavebné materiály.

Článok bol uverejnený v časopise ASB.