„Mesh-Mold“ Fertigbauweise an der ETH Zürich

Bei der Vorfertigung mit „Mesh Mold“ (Gitterschalung) handelt es sich um eine innovative, patentierte Technologie, die Schalung und konstruktive Bewehrung in einem robotischen Bauprozess vereint. Dank der fruchtbaren Zusammenarbeit zwischen Gramazio Kohler Research und der Professur für Massiv- und Brückenbau, beides Einrichtungen der ETH Zürich, sowie den Industriepartnern Peri GmbH und Sika AG, ermöglicht dieses neuartige Verfahren die Umsetzung geometrisch komplexer Massivbauteile aus Stahlbeton im industriellen Großmaßstab, wobei auf konventionelle Schalung verzichtet wird. Grundlage hierfür sind frühere, an der ETH Zürich durchgeführte, umfangreiche Studien sowie die Unterstützung durch den Nationalen Forschungsschwerpunkt (NFS) Digitale Fabrikation.

Die „Mesh Mold“ Fertigbauweise beinhaltet die schnelle sowie material- und kosteneffiziente industrielle Vorfertigung von 3D-Gitterstrukturen, die sowohl als Schalung wie auch als konstruktive Bewehrung dienen. Das Team entwickelte ein neues robotisches Anwendungsverfahren, mit dem die Fertigung von Gitterschalung mit durchgehender Bewehrung in beiden Richtungen möglich wird. Dieser automatische Biege- und Schweißvorgang ermöglicht die Herstellung und Schichtung von doppelt gekrümmten Gittern aus Bewehrungsstäben mit bis zu 12 mm Durchmesser. Durch die Umsetzung einer innovativen, automatischen Bauplanung lassen sich komplexe Gitterstrukturen nach internationalen Standards für Stahlbetonkonstruktionen sehr effizient bemessen und optimieren.

Zu dem Verfahren gehört auch die Entwicklung einer wettbewerbsfähigen und effizienten schalungsfreien Betonmischung und die Befüllungsmethode. Hierbei wird der Beton vor der Verarbeitung mit Zusatzmittel von Sika modifiziert, wodurch er pumpfähig bleibt, jedoch fest genug ist, um nicht aus dem Gitter zu fließen, wie es bei herkömmlichem Beton der Fall wäre. Die vorgefertigten Gitterstrukturen können vor Ort zusammengefügt werden, anschließend mit standardmäßigen Betonverarbeitungsanlagen und Bauausrüstung befüllt und bearbeitet werden.

Unterstützt und ermöglicht wird das Projekt der „Mesh Mold“ Fertigbauweise durch die ETH Zürich (Granazio Kohler Research, Massiv- und Brückenbau, Institut für Technologie in der Architektur), Peri GmbH, Sika AG, Departement Architektur (ETH Zürich), Departement Bau, Umwelt und Geomatik (ETH Zürich), Institut für Baustatik und Konstruktion (ETH Zürich), NFS Digitale Fabrikation, MEP SpA, Schunk Intec AG, ABB Schweiz AG und Matrics Engineering GmbH.