Forscher der Università degli Studi di Messina in Italien haben eine spezielle Schaumbetonformulierung entwickelt, mit der Gebäudestrukturen aus Beton ohne Schalung besser in 3D gedruckt werden können als mit bisherigen Betonmischungen. Die Forscher führten zahlreiche Tests durch, in denen sie die zu optimierenden Eigenschaften offen legten und schrittweise anpassten. Wir stellen die Ergebnisse vor.

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Logo Università degli Studi di MessinaMit einer leichten Schaumbetonformulierung möchten Forscher der Università degli Studi di Messina Gebäudestrukturen ohne Schalung effektiver in 3D drucken, wie es in der Studie mit dem Titel „3D-printable lightweight foamed concrete and comparison with classical foamed concrete in terms of fresh state properties and mechanical“ heißt. Das Material kann aufgrund seiner hohen Viskosität seine Form im unverbrauchten und im verarbeiteten Zustand beibehalten. Der neue Beton (3DPC) ist druckfester als herkömmlicher Beton (CC) und kann so auch für den industriellen Einsatz eingesetzt werden.

Schaumbeton

Beim Schaumbeton wird einem zementhaltigen Mittel mit niedriger Dichte Schaummittel zugesetzt, um es mit Luft anzureichern. Die Luftblasen machen das Gemisch leichter, es absorbiert Schall besser, ist beständiger gegen Feuer und sorgt für eine bessere Wärmedämmung. Die mechanische Festigkeit ist jedoch geringer und das Ergebnis ist instabiler, was für Gebäude absolut ungeeignet ist.

Nahaufnahme CC und 3DPC
Links ist der herkömmliche Schaumbeton zu sehen, rechts der neu formulierte Schaumbeton. Die Luftblasen verleihen dem Beton die besonderen Eigenschaften (Bild © Università degli Studi di Messina).

Studie testet Dimensionsstabilität und Druckfestigkeit

In einer Studie verglichen die Forscher die Dimensionsstabilität von herkömmlichem Beton und 3DPC im frischen Zustand und überprüften die Druckfestigkeit. Es entstanden sechs 4,5 cm große Proben in Form eines Würfels. Die Würfel wurden 40 Minuten in Ruhe gelassen und danach kontrollierten und dokumentierten die Forscher die „Absackdistanzen“. Sie erkannten, dass der speziell formulierte 3DPC deutlich viskoser als Standard-CC ist. Er behält seine Form auf unbestimmte Zeit bei. Der neue Beton kann ohne Schalung gedruckt werden, da er sich bis zum Aushärtungsprozess ausreichend selbst trägt.

Weitere Tests ergaben, dass der 3DPC bei allen Trockendichten (400 – 800 kg / m³ ) deutlich druckfester als CC ist und so sehr hohen Belastungen standhalten würde. 3D-gedruckter Beton kommt immer öfter im Bauwesen vor. Wir haben Anfang 2020 eine von Armatron Systems entwickelte patentierte Hochgeschwindigkeitstechnologie für den Beton-3D-Druck vorgestellt.

3D-gedruckte Würfel aus Schaumbeton
Die Forscher erkannten, dass der speziell formulierte 3DPC deutlich viskoser als Standard-CC ist (Bild © Università degli Studi di Messina).

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