Studie zeigt Möglichkeiten um 3D-gedruckten Beton zu verstärken

3D-gedruckter Beton ermöglicht viele neue Möglichkeiten und erfreut sich gerade immer größerer Beliebtheit. Dennoch darf nicht vergessen werden, dass 3D-gedruckter Beton auch Verstärkungen benötigt. Eine neue Studie zeigt Möglichkeiten, wie das geschehen kann.

Beton kann durch 3D-Druck relativ gut verarbeitet werden und durch spezielle Mischungen kann die Konsistenz optimal dafür angepasst werden. Doch trotz großer Fortschritte ist es notwendig stark beanspruchte Strukturen zu Unterstützen. Ohne Verstärkungen ist es nämlich nach wie vor nicht möglich sehr große oder belastbare Strukturen zu erzeugen.

In der neuen Studie werden verschiedene Methoden diskutiert um 3D-gedruckte Strukturen aus Beton zu verstärken. Besonders interessant sind dabei zwei relativ neue Methoden: Die erste nennt sich SHCC (strain-hardening cement-based composites). Die Idee hinter dieser Methode ist es Beton durch besondere Zusatzstoffe deutlich härter und stabiler zu machen. Die zweite Methode nennt sich GMAW (3D printing of steel reinforcement using gas-metal arc welding). Bei dieser Methode wird Stahl mittels spezieller Schweißgeräte in verstärkenden Strukturen gedruckt. Anschließend wird Beton aufgetragen – damit erhält man ein Ergebnis das ähnlich herkömmlicher Bewährung ist.

Doch je nach Methode können neue Probleme und Gefahren auftreten. So kann es passieren, dass durch Schwachstellen zwischen den Betonschichten Wasser eintritt. Trifft dieses Wasser aus Metalle im Inneren kann dieses Rosten und instabil werden. Somit muss gewährleistet werden das die Betonschichten dicht gedruckt werden können.

Further, the weak layer-to-layer interfaces may also function as easy passages for transport of aggressive fluids and gases into printed structures. This is an important concern if steel reinforcement is to be used in digital construction and the risk of corrosion could be enhanced if thin free-form structures are to be printed.

Schlussfolgernd sagt die Studie das 3D-Druck von Beton nicht so simpel ist, wie es auf den ersten Blick erscheint. Um große oder besonders belastbare Gebäude herzustellen benötigt man verstärkende Strukturen oder Materialien. Zukünftige Forschungen könnten neue Methoden entwickeln um 3D-Druck von Beton zu verbessern und effizienter zu machen.