Additive Fertigung von Betonteilen
Mit additiven Fertigungsverfahren („3D-Druck“) können frei geformte Bauteile automatisch und ohne den Einsatz von Formwerkzeugen hergestellt werden. Bei einer Anwendung im Bauwesen lassen sich z. B. in Hinblick auf Statik und Bauphysik optimierte Tragwerks- und Hüllelemente fertigen und weitere Funktionen in die Bauteile integrieren. In dem hier vorgestellten Forschungsvorhaben wird die additive Fertigung in der Verfahrensvariante selektives Binden von Gesteinskörnung mit Portlandzement untersucht.
Beim selektiven Binden wird fließfähiges Material gezielt in dünne Schichten einer trockenen Schüttung eingebracht, wodurch diese in den Bereichen lokal verfestigt werden, wo das spätere Bauteil entstehen soll. Im Projekt wird dieser Prozess in zwei Varianten untersucht: Bei der Variante Cement Paste Intrusion wird Zementleim in Schichten aus Gesteinskörnung eingebracht, bei der Variante Cement Activation Wasser in Schichten eines Trockengemisches aus Gesteinskörnung und Zement.
Prozesse und Materialen konnten dabei bereits soweit optimiert werden, dass konstruktiv relevante Festigkeiten im Bereich von herkömmlich gefertigtem Normalbeton erreicht werden. Die Anwendung des Verfahrens ist überall dort sinnvoll, wo Fertigteile oder Schalungselemente von hoher geometrischer Komplexität herzustellen sind.
