Fräsbarer rezyklierfähiger Beton zur additiven Herstellung von Schalungen für frei geformte Betonfertigteile

In den letzten Jahren ist die Nachfrage nach qualitativ hochwertigen sowie frei geformten Betonfertigteilen kontinuierlich gestiegen. Das Polystyrolfräsen ist eine führende Fertigungstechnologie zur Herstellung der erforderlichen Formen. Die Herstellung vieler geometrisch komplexer Unikate ist mit einem hohen Kostenfaktor und einem enormen Materialabfall verbunden, was die Kosteneffizienz mindert und die Umweltbelastung erhöht. Im Forschungsprojekt wurde ein Material entwickelt, das nahe der endgültigen Kontur gedruckt und anschließend in Endkontur gefräst wird. Das entstandene Modell wird nachfolgend mit einem geeigneten Gießharz abgeformt. Diese Form wird für die Herstellung von Betonfertigteilen verwendet. Das gedruckte und gefräste Modell kann rezykliert und in den Stoffkreislauf zurückgeführt werden.

Zur Charakterisierung des Extrusionsbetons sowie des Einflusses des rezyklierten Materials darauf wurden verschiedene rheologische und mechanische Prüfungen durchgeführt. Dazu zählen unter anderem die Bestimmung der Fließfähigkeit mit dem Haegermann-Ausbreittisch nach DIN EN 1015-3 sowie der Druckfestigkeit und Biegezugfestigkeit nach DIN EN 12390-2 bzw. DIN EN 12390-5. Mittels der Untersuchungen
konnte der erfolgreiche Einsatz des rezyklierten Materials zur Substitution des in der Ausgangsrezeptur verwendeten Gesteinsmehls ohne einen Abfall der mechanischen Eigenschaften nachgewiesen werden.

Ressourceneffizienz und Nachhaltigkeit sind von besonderer Bedeutung, weshalb die Technologie vor allem im Prototypenbau und bei Kleinserien zum Einsatz kommen wird. In diesen Bereichen besteht aufgrund der Individualität der Bauteile ein hohes Potenzial zur Ressourceneinsparung im Formenbau. Die Entwicklung und Umsetzung des neuen Schalungssystems ist ein Schlüssel zum Erfolg für die effiziente Produktion von Betonfertigteilen.