3D-Betondruck für den Hochbau
Nach dem erfolgreichen Abschluss eines ersten Projekts zum 3D-Betondruck setzt die Hochschule Campus Wien ihre Forschungsarbeit fort. Im Mittelpunkt steht ein technisch anspruchsvolleres Vorhaben, bei dem größere Betonbauteile und Deckenelemente für den Hochbau entwickelt werden.
Am Forschungszentrum Bauen und Gestalten der Hochschule Campus Wien wird derzeit ein weiteres Projekt zum 3D-Betondruck umgesetzt. Aufbauend auf einem bereits abgeschlossenen Vorhaben befasst sich das Team mit der Herstellung größerer Betonbauteile und Deckenelemente, die sowohl Druck- als auch Biegebeanspruchungen standhalten müssen. Solche Elemente kommen etwa in Deckensystemen von Wohn- und Industriebauten zum Einsatz.
Ziel des Forschungsprojekts ist es, den Materialeinsatz im Betonbau zu reduzieren und gleichzeitig den steigenden Anforderungen an Wohnraum und Infrastruktur gerecht zu werden. „Bei einem Bauteil, das im Betondruckverfahren hergestellt wird, können wir die Hälfte, manchmal sogar bis zu zwei Drittel des Materials einsparen“, sagt dazu Markus Vill, Leiter des Forschungszentrums Bauen und Gestalten an der Hochschule Campus Wien in Wien.
Materialeinsparung und Zugfestigkeit
Eine zentrale Herausforderung sieht Vill in der Übertragung von Zugkräften. Gedruckter Beton verfüge über eine hohe Druckfestigkeit, erreiche bei der Zugfestigkeit jedoch nur etwa ein Zehntel der Werte. Um dieses Defizit auszugleichen, werden in die größeren und längeren Betonteile Zugelemente integriert. Dabei handelt es sich um klassische Betonstähle sowie um Faserverbundwerkstoffe aus Carbon, Basalt oder Glasfasern. Um diese Bewehrungen herum wird der Beton gedruckt, wodurch die Bauteile auch Zugkräfte aufnehmen können.
Bei den Projekten setzt die Hochschule Campus Wien auf automatisiertes Bauen. Wie Vill erläutert, seien automatisierte Fertigungsprozesse in der Industrie, etwa im Fahrzeugbau, seit Langem etabliert und würden nun zunehmend auch im Bauwesen eingesetzt. Bereits im ersten Forschungsprojekt wurde an der Hochschule eine Roboteranlage für den 3D-Druck von Betonbauteilen installiert, die auch im aktuellen Projekt genutzt wird.
Robotik im Bauwesen
Für den Betondruck kommt ein Industrie-Roboter zum Einsatz, der auf einem rund sieben Meter langen Schienensystem geführt wird. Der Roboter wird auf die jeweiligen Bauteilgeometrien programmiert und trägt den Druckmörtel Schicht für Schicht auf. Diese präzise, automatisierte Vorgehensweise trägt laut Vill wesentlich zur Materialeinsparung und zur Effizienz des Verfahrens bei.
Das Projekt „3D-Betondruck für biegebeanspruchte Betonbauteile“ wird von der Hochschule Campus Wien gemeinsam mit der Technischen Universität Wien und der Österreichischen Bautechnik Vereinigung durchgeführt. Mehr als 25 Partner aus der Bauindustrie sowie öffentliche Auftraggeber unterstützen das von der Forschungsförderungsgesellschaft geförderte Vorhaben.
Studierende eingebunden
Auch Studierende der Bachelor- und Masterstudiengänge Bauingenieurwesen – Baumanagement sind in das Forschungsprojekt eingebunden. Im Rahmen von Abschlussarbeiten wirken sie aktiv an der Projektarbeit mit und unterstützen die Weiterentwicklung der 3D-Betondrucktechnik. Damit folgt die Hochschule Campus Wien ihrem Anspruch, Forschung, Lehre und Praxis eng miteinander zu verbinden.
