Bæredygtig byggeinnovation: 3D-print revolutionerer betonindustrien!

Bæredygtig byggeinnovation: 3D-print revolutionerer betonindustrien!

Byggebranchen står over for den presserende udfordring at reducere ressourceforbrug og CO2-udledning markant. En lovende løsning i denne sammenhæng er forskning ved Institut for Partikelteknologi ved det tekniske universitet i Braunschweig og ved det tekniske universitet i München. Fokus er her på udvikling af miljøvenlige materialer, med særligt fokus på 3D-printteknologien "Selective Paste Intrusion" (SPI). Denne innovative metode har til formål at genvinde genanvendte partikler fra genbrugsbeton fra nedrevne bygninger, hvilket kan føre til mere bæredygtigt byggeri på lang sigt.

SPI-teknologi revolutionerer betonkonstruktion ved at fordele tilslag i tynde lag og lime dem med cementpasta. En dyb forståelse af partikelteknologi er afgørende for at forbedre energieffektiviteten og bæredygtigheden i byggeriet. Frisk beton består af vand, cement og tilslag som sand og grus. Genanvendelse af beton er dog en kompleks opgave, fordi stenkornene er forbundet af cementmatrixen.

Mekanisk knusning og brug af genbrugsbeton

To metoder til mekanisk knusning bruges til at forberede beton: For det første at slå en partikel på en hård overflade og for det andet tryk- og forskydningsspænding mellem to overflader, hvor sidstnævnte foretrækkes. Selektiv findeling gør det muligt at nedbryde materialet på en kontrolleret måde, så stenkornene efterlades intakte. Efter knusningen klassificeres og renses partiklerne, så grove tilslag kan genbruges til fremstilling af nye byggematerialer. Fine cementpartikler kan derimod bruges som tilsætningsstof i cementpasta. Men strenge regler for genbrug af genbrugsbeton står ofte i vejen for en effektiv anvendelse af værdifulde materialer.

Det er her SPI-teknologien kommer i spil ved at skabe et bæredygtigt kredsløb og gøre det muligt at give kasserede materialer en ny chance. Denne tilgang kan medføre betydelige langsigtede ændringer i byggebranchen.

SPI og dens anvendelse i praksis

Virksomhederne Scawo3D og Skeno præsenterede SPI-teknologien ved BAU 2025 i München. Deres innovative 3D beton printmetode bruger et nyt inkjet printhoved, der afsætter cementpasta i løse tilslag for effektivt at realisere komplekse strukturer. Integration af computerstøttede designværktøjer såsom Spherene for Rhino/Grasshopper muliggør skabelsen af ​​delikate geometrier og optimeret strukturel ydeevne. Under messen fungerede messestanden ikke kun som en demonstration, men også som et forskningseksempel på SPI-anvendelser i bærende konstruktioner.

Standen, med et areal på 25 m² og 3 m høje bagvægge, havde Spherene-strukturer opdelt i seks moduler, der vejede mellem 150 og 320 kg. En central væg med Scawo3D's logo blev segmenteret for effektiv transport. Derudover blev en 3D printet trappe præsenteret i samarbejde med Skeno og Timo Harboe, som demonstrerer SPI's evne til at producere komplekse, bærende strukturer. Hele processen involverede et stort partikelleje (4 x 2,5 x 1,5 meter) og fulgte en lag-for-lag-teknik for præcision.

SPI-teknologiens hurtige fremstillingsmetode reducerer produktionstiden og minimerer materialespild sammenlignet med traditionelle betonkonstruktionsmetoder. Til BAU 2025-standen blev bagpanelerne printet i en enkelt session på kun seks timer ved hjælp af letvægts ekspanderet lermateriale. De resterende komponenter blev fremstillet inden for fire timer ved hjælp af kvartsholdige sandaggregater. Sådanne avancerede fremstillingsmetoder demonstrerer kraftfuldt potentialet i SPI og computerstøttede designværktøjer til at omdefinere arkitektoniske muligheder og fremme bæredygtig byggepraksis. Samarbejdet mellem Scawo3D, Skeno og Spherene markerer et betydeligt fremskridt inden for digital fremstilling i betonarkitektur.