Lichtdoorlatend beton creëert nieuwe dimensie

Translucent beton verrijkt architecturale beleving met structuur, licht en diepte

Beton is een populair bouwmateriaal dat veelal toepassing vindt in de hedendaagse architectuur. Toch wordt het uitzicht ervan vaak geassocieerd met termen zoals robuust en somber. Lichtdoorlatend beton, een mengsel van fijnkorrelig beton en optische vezels, brengt daar verandering in. Licht valt door het beton naar binnen, waardoor er silhouetten aan de andere zijde zichtbaar worden. Beton krijgt zo een ongewone dimensie: een levendige, immateriële verschijning, waardoor de massiviteit van een betonnen object verdwijnt.

Beperkt aanbod

Litracon

De ontwikkeling van lichtdoorlatend beton maakte deel uit van de postdoctorale studies van de Hongaarse architect Áron Losonczi. Hij deed onderzoek naar glas in de architectuur en kwam in contact met optische glasvezels als lichtgeleiders.

In 2004 kwam het nieuwe bouwproduct Litracon op de markt. De Litracon prefab blokken zijn volledig handgemaakt, wat resulteert in een uniek lichtpatroon in elk blok. Het product is een combinatie van fijnkorrelig beton met glasvezels met een standaarddiameter van 0,5 tot 1 mm. Hoewel de toepassing veel mogelijkheden biedt, is ze eerder beperkt tot kleinschalige en exclusieve projecten vanwege de prijs.

De Litracon pXL panelen bevinden zich in een meer betaalbare prijsklasse. Gebruikmakend van een doorschijnende kunststof PMMA-unit in het beton, wordt het productieproces geïndustrialiseerd. Deze panelen vertonen een regelmatig patroon en zijn gewapend. Er zijn talrijke mogelijkheden, waaronder 3D-objecten. De prijs van Litracon pXL bedraagt één derde van die van Litracon.

Luccon

In 2006 lanceerde Luccon zijn versie van translucent beton. Het materiaal bestaat uit fijnkorrelig beton en optische kunststofvezels met een diameter van 0,25 tot 0,5 mm. De toepassing richt zich op allerlei projecten, van muur- en vloerpanelen, trappen en werkbladen tot wastafels. Innovatie en esthetiek staan centraal.

Luccon fabriceert ook Luccotherm: dit zijn thermisch geïsoleerde elementen met een U-waarde van maximaal 0,18 W/m²K. De isolatie (eender welk type) zit in de kern van een paneel en doet niets af aan de translucentie. De vezels lopen er dwars door.

Lucem

Sinds 2007 distribueert Lucem voornamelijk zijn lichtdoorlatende betonproduct 'Lucem Lines'. Deze prefab blokken combineren fijnkorrelig hogesterktebeton met kunststofvezels met een diameter van 0,5 mm. Deze vezels worden eerst tot matten geweven om de fabricage van de blokken deels te automatiseren. De fabrikant heeft een seriematige productie als doel en richt zich op grootschalige projecten zoals voor gevel- of vloertoepassingen. Per jaar produceert hij tot 30.000 m², en dat aantal stijgt nog.

Afhankelijk van het type vezel en het patroon kunnen er verschillende effecten bekomen worden

Principe

Natuurlijk of kunstmatig licht wordt via de vezels dwars door het materiaal van de belichte zijde naar de andere zijde overgebracht. Silhouetten verschijnen aan die donkere, niet-belichte zijde en het patroon van de vezels wordt zichtbaar. Ze hoeven niet in een rechte lijn te liggen, maar lopen parallel aan elkaar tussen de twee oppervlakken van elk blok. De kleur van het licht blijft hetzelfde. De vezels hebben bijna geen verlies aan lichtintensiteit. Afhankelijk van het type vezel en het patroon kunnen er verschillende effecten bekomen worden.

Fabricage

Het productieproces gebeurt hoofdzakelijk manueel en is vergelijkbaar met het maken van lasagne. De opbouw bestaat uit afwisselende lagen: in een rechthoekige mal wordt er eerst een dunne laag beton gegoten met een dikte van 2 à 3 mm. Daarop wordt er manueel een laag van optische vezels in de langsrichting van de mal aangebracht. De randbalk wordt gelijkmatig verhoogd met de opbouw. Deze werkwijze gaat door tot er een blok bekomen wordt met deze afmetingen: b 1,25 x l 1,15 x h 0,65 m.

Het proces wordt snel en zonder grote onderbrekingen uitgevoerd om de homogeniteit van het materiaal te waarborgen. Het opbouwen in dunne lagen vermijdt de vorming van luchtbellen. Het is niet nodig om het beton te doen trillen omdat er zelfverdichtend hogesterktebeton wordt gebruikt. Het uithardingsproces duurt minstens vier weken en gebeurt in geconditioneerde omstandigheden. Bij afkoeling komt er veel warmte vrij. Om scheuren in de blok te vermijden, gebeurt de afkoeling langzaam en gelijkmatig.

Na de droging en de ontkisting wordt het blok als een cake in plakken gesneden, haaks op de vezelrichting, en vervolgens in kleinere blokken gezaagd. Op deze manier bevinden de vezels zich aan beide oppervlakken van een blok. Een blok laat daardoor alleen licht door in de richting waarin de vezels liggen.

Eigenschappen

Het aandeel van de vezels bedraagt slechts 1,5% tot 4%. Een grotere hoeveelheid vezels kan de sterkte van beton terugdringen. De vezels mengen zich met beton en hebben geen negatief effect op de druksterkte. Daarnaast zijn dragende structuren mogelijk. Alle eigenschappen van traditioneel hogesterktebeton zijn van toepassing: geen vorstgevoeligheid, een betere oppervlaktedichtheid en dus minder waterindringing en vervuiling, een hoge brandklasse en uv-bestendigheid. Bovendien is het product recycleerbaar, mits er vezelverwijdering of specifieke afvoerprocedures plaatsvinden. 

Afwerking en uitzicht

De blokken worden gepolijst en gehydrofobeerd. De standaardkleuren zijn antraciet, grijs en wit. Andere kleuren zijn te verkrijgen door andere typen aggregaat te gebruiken of door de toevoeging van pigment. De montage tegen een wand is mogelijk met zichtbare schroeven, onzichtbare ankers of gevelankers. Een wand wordt opgebouwd door de blokken te stapelen en eventueel te verlijmen. De afwerking van de voegen lijkt op de afwerking met traditioneel beton: met een open voeg, een elastische voeg of voegprofielen. De wapening kan horizontaal of verticaal tussen de blokken geplaatst worden. De ontwerper bepaalt mee het uitzicht.

Toepassing

Lichtdoorlatend beton kan zowel buiten als binnen toegepast worden. Het materiaal is een middel van expressie in de handen van architecten en kunstenaars. De mogelijkheden zijn eindeloos: wanden, vloeren, trappen en designobjecten. Lichtdoorlatend beton kan ook gebruikt worden in gebouwen waar veiligheid en licht van belang zijn: ondergrondse metrostations, parkeergarages...

Toch ligt vandaag de dag meer de nadruk op toepassingen in duurzame bouw en smart façades, waarin lichtdoorlatend beton gekoppeld wordt aan ledintegraties of sensoren. Bij de montage tegen een element moet het translucente paneel aan de achterkant verlicht worden.

Evolutie

Sinds 2023 zijn er experimentele en commerciële pilootprojecten met het in situ storten van translucent beton via modulaire vezelinleg en robotgestuurde mallen. Tot enkele jaren geleden gebeurde de productie van het beton vrijwel volledig manueel. Vandaag de dag is dit grotendeels nog steeds zo, maar additieve manufacturing en automatiseringstechnieken (zoals 3D-printing met geïntegreerde vezelmodules) maken grotere elementen en geautomatiseerde productie haalbaarder.

Grote wanden worden door stapelwerk gerealiseerd, wat arbeidsintensief is. Zelfs als het productieproces geoptimaliseerd wordt, blijft het product meer kosten dan traditioneel beton. De vezels zijn het duurste onderdeel. De dikte van een blok bepaalt de prijs: meer vezels drijven namelijk de prijs op. Translucent beton is vandaag een nicheproduct, en dat zal wellicht zo blijven.

Iconische wanden in Centraal Station Hamburg

Een opvallende toepassing van lichtdoorlatend beton is het Centraal Station van Hamburg. Het werd gerealiseerd door LUCEM. De iconische wanden, waarin miljoenen optische vezels zijn verwerkt, tonen het transformerende potentieel van lichtdoorlatend beton. De panelen worden verlicht met energiezuinige ledtechnologie. In combinatie met het beton, waarvan het materiaal bijzonder duurzaam is, heeft het project een langere levensduur en minder noodzaak voor vervanging of reparatie. De lichtdoorlatende wanden zijn meer dan visuele blikvangers: ze verbeteren ook de volledige ervaring van de reiziger. Het spel van licht zorgt voor een warme en rustgevende sfeer, wat perfect aansluit bij de trend van mensgericht ontwerp.

Met medewerking van Febelcem en Lucem | Beeldmateriaal: Lucem