Leichte Beton-Brücken, gedruckt
Es ist das weltweit am häufigsten verwendete Baumaterial: Beton. Der Werkstoff aus Zement, Wasser und Gesteinskörnungen ist (noch!) güns-tig, lässt sich gut verarbeiten und ist, fachgerecht verbaut und gepflegt, lange haltbar. Aus dem enormen Bedarf des Baustoffs resultiert jedoch ein Problem: Allein die Herstellung des Zements ist für rund acht Prozent des weltweiten Kohlendioxid-Ausstoßes verantwortlich, Transport und Rückbau nicht mitgerechnet.
Um hier Entlastung zu bringen und auch mit Blick auf die schwindende Ressource Sand, forschen WissenschaftlerInnen der TU Braunschweig daran, wie der immense Materialverbrauch beim Bauen reduziert werden kann. In einem von der Volkswagenstiftung geförderten Projekt gehen sie an die Grenzen des 3D-Drucks und erzeugen mit einer neuen Technik filigrane Leichtbaustrukturen aus Beton.
Mit Hilfe digitaler Prozesse (3D-Druck) kann das Material um bis zu 70 Prozent effizienter eingesetzt werden. Dabei gehen das Institut für Baustoffe, Massivbau und Brandschutz (iBMB) und das Institut für Tragwerksentwurf (ITE) noch einen Schritt weiter. Wird bislang üblicherweise Schicht für Schicht gedruckt, entwickeln die Forschenden um die Professoren Dirk Lowke, Harald Kloft und Norman Hack im Projekt „Beyond 3D Printing – A novel spatial printing technology for lightweight spaceframe concrete structures“ jetzt ein 3D-Injektionsdruck-Verfahren (Injection 3D Concrete Printing), um leichte räumliche Strukturen herzustellen. Hierbei wird ein Betonstrang in ein Trägermedium (Gesteinsmehlsuspension) injiziert und bildet dort eine filigrane Struktur, die sich einmal für Brücken oder Dachtragwerke eignen soll. Die Bewehrung wird ebenfalls mitgedruckt als ein kontinuierliches Drahtseil, eine endlose (Carbon-)Faser.
Der Zukunftsblick reicht allerdings weit; mit mindestens zehn Jahren rechnet das Team, bis die bereits patentierte 3D-Druck-Technik großtechnisch eingesetzt werden kann. Wahrscheinlich werden wir dann immer noch mit Beton bauen! Be. K.
