Im Vorhaben soll ein Verfahren entwickelt werden, mit dem statisch belastbare Betonfertigteile ohne Schalung mittels 3D-Drucktechnik sowie speziell entwickelten Betonmischungen und Armierung aus Basaltfasern hergestellt werden können.

Motivation

Die Zahl der Neubauten von Gewerbeimmobilien wächst bei den derzeitigen historisch günstigen Zinsen. Der hohe Siedlungsdruck hat zudem den Bedarf an neuem, bezahlbaren Wohnraum in den letzten Jahren enorm nach oben getrieben. Die deutsche und bayerische Bauwirtschaft ist daher bis an die Kapazitätsgrenzen ausgelastet und Aufträge können entweder gar nicht angenommen oder nur mit entsprechend langen Vorlaufzeiten abgewickelt werden. Die Bauindustrie ist daher auf der Suche nach Möglichkeiten der Reduzierung von Bauzeiten und Aufwand. Eine Möglichkeit dazu scheint 3D-Druck Technologie für Beton zu bieten. Dieser spielt eine zunehmend stärkere Rolle im Hochbau als Ortbeton (ca. 80 % des Materials), der direkt an der Baustelle verarbeitet wird oder als Betonfertigteil (ca. 20 %), das vorbereitet an die Baustelle gebracht wird. Mit der 3D-Druck-Technologie können sowohl klassische Arbeiten mit Ortbeton vereinfacht oder ganze Fertigteile für die spätere Montage auf der Baustelle unter kontrollierten Bedingungen vorgefertigt werden. In beiden Fällen kann der Bauprozess erheblich vereinfacht, beschleunigt und kostengünstiger gestaltet werden.

Ziele und Vorgehen

Das Vorhaben verfolgt zwei Ziele: im ersten Schritt soll ein Verfahren entwickelt werden, mit dem statisch belastbare Betonfertigteile ohne Schalung mittels 3D-Drucktechnik sowie speziell entwickelten Betonmischungen und Armierung aus Basaltfasern hegestellt werden können. Im zweiten Schritt soll das Verfahren so weiterentwickelt werden, dass es einer großen Zielgruppe zur Verfügung gestellt werden kann.

Ergebnis des Forschungsprojektes soll ein innovatives 3D-Druckverfahren für faserverstärkte Betonteile sein. Das Werkzeug zum Auftrag von basaltfaserbewehrten Betonbauteilen wird interdisziplinär von den Fachbereichen Automatisierungstechnik (Elektrotechnik), Produktionstechnik (Maschinenbau) und Baustoffkunde (Architektur und Bauwesen) der Hochschule Augsburg entwickelt. Das neue Verfahren zeichnet sich durch folgende Innovationen und Alleinstellungsmerkmale aus:

• Durch die nicht mehr notwendige Überdeckung der Stahlarmierungen können die Bauteile im Voraus konstruktiv anders ausgelegt werden; dies ermöglicht Architekten und Bauingenieuren neue Freiheiten beim Design und der Auslegung der Bauten.
• Die additive Fertigung der Betonfertigteile erfolgt über einen automatischen und volldigitalisierten Prozess. Somit kann die Fertigung jedes Bauteils komplett überwacht und hinsichtlich Qualität etc. geprüft werden.