Neues zum 3D-Druck mit Beton
Die Entwicklung digitaler Betondruckverfahren zur Herstellung von Betonbauteilen direkt auf der Baustelle oder im Fertigteilwerk ist ein entscheidender Schritt auf dem Weg zur Einführung des Industrie 4.0-Konzeptes in das Bauwesen, nämlich von der bereits existierenden digitalen Bauplanung (CAD, BIM) zur digitalen Fertigung. Das technologische und wirtschaftliche Potenzial des digitalen Betonbaus wurde inzwischen von vielen am Bau Beteiligten und Forschern erkannt, der Umfang von Innovationsaktivitäten auf diesem Gebiet steigt von Monat zu Monat exponentiell. Zum einen werden neue maschinelle Lösungen für den 3D-Betondruck entwickelt. Dies bezieht sich sowohl auf die Funktionalitäten und Konstruktion des Druckkopfes als auch auf die Systeme für seine computergesteuerte Führung gemäß der in die so genannten G-Codes übersetzten CAD-Pläne. Zum anderen sind gute Fortschritte im Hinblick auf die Beherrschung des rheologischen Verhaltens von frischem und erhärtendem Beton als wissenschaftliche Grundlage zur Gestaltung des Druckprozesses zu verzeichnen. Spezifische rheologische Eigenschaften einschließlich deren gezielter zeitlicher Entwicklung sind für die Gewährleistung der hinreichenden Pumpbarkeit, Extrudierbarkeit, Verbaubarkeit (Formstabilität beim Aufbringen der nachfolgenden Schichten) sowie des Verbundes zwischen den einzelnen Schichten gefordert.
Die zentrale Rolle spielen dabei die Steuerung der thixotropischen Eigenschaften und der Hydratationskinetik von Frischbeton sowie die Verlinkung des rheologischen Verhaltens mit den Betriebsparametern des digitalen Fertigungsprozesses unter Berücksichtigung der angewendeten Maschinentechnik. Der Beitrag gibt einen Überblick über die neuesten Entwicklungen und bewertet diese kritisch. Des Weiteren wird über die Aktivitäten des neuen RILEM Technischen Komitees „Digital fabrication with cement-based materials“ berichtet, welches seine Arbeit 2016 aufnahm und am Sachstand der digitalen Fertigung im Betonbau arbeitet.
