3D-Betondruck von Vollwandquerschnitten mittels Autobetonpumpe – Erfahrungsbericht des ersten gedruckten Bauwerks in Deutschland

IF 1 4区 工程技术 Q4 CONSTRUCTION & BUILDING TECHNOLOGY
Dr.-Ing. David Alós Shepherd, Prof. Dr.-Ing. Frank Dehn, Dipl.-Ing. Alexander Kuhn, M.Sc. Robin Degen, Dipl.-Ing. Klaus Wolf, M.Sc. Tim Heller, M.Sc. Kornelia Kuhn, Dr.-Ing. Venkatesh Naidu Nerella, M.Sc. Matthias Dichtl, M.Sc. Nico Meier
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Abstract

Das 3D-Betondruckverfahren bietet insbesondere vor dem Hintergrund steigender Design- und Qualitätsansprüche sowie des Fachkräftemangels das Potenzial, traditionelle Bauverfahren zu ersetzen. In Zusammenarbeit zwischen der Ed. ZÜBLIN AG und Putzmeister Holding GmbH wurde unter dem Namen KARLOS ein innovatives Betondruckverfahren entwickelt. Das Verfahren basiert auf einer automatisierten Autobetonpumpe, die Beton über einen speziellen Druckkopf extrudiert und ohne Schalung oder Nachverdichtung tragende Wände druckt. Das erste reale Bauprojekt konnte Ende 2023 auf dem Gelände der STRABAG BMTI in Stuttgart-Weilimdorf in Form einer Lagerhalle umgesetzt werden. Es wurde eine 10 × 6,5 × 5 m3 große Lagerhalle mit insgesamt 35 laufenden Metern tragenden und raumabschließenden Außenwänden sowie eine umlaufende Attika gedruckt. Für die KARLOS-3D-Drucktechnologie wurde ein normgerechter Beton nach DIN EN 206-1 i. V. m. DIN 1045-2 zur Herstellung der Lagerhalle verwendet. Dadurch konnten die 3D-gedruckten Wände nach den Vorgaben der DIN EN 1992-1-1 Teil 12 für tragende Bauwerke aus unbewehrtem oder gering bewehrtem Beton bemessen werden. Dieses Vorgehen wurde durch verschiedene Versuche, unter anderem Großversuche an Bauteilen an der MPA Karlsruhe des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT), zur Beurteilung der statischen und brandschutztechnischen Eigenschaften bestätigt. Das Projekt zeigt ein vielversprechendes Potenzial, das in zukünftigen Bauvorhaben weiter genutzt werden soll.

用汽车混凝土泵打印全壁截面的3D混凝土-德国第一个印刷建筑的经验报告
3D混凝土印刷工艺提供了取代传统建筑工艺的潜力,特别是在设计和质量要求不断提高以及熟练工人短缺的背景下。在Ed ZUBLIN AG和Putzmeister Holding GmbH的合作下,开发了一种名为KARLOS的创新混凝土印刷工艺。该工艺基于一个自动汽车混凝土泵,通过一个特殊的压头挤压混凝土,并在没有模板或再压实的情况下打印承重墙。第一个真正的建筑项目将于2023年底在斯图加特-威利姆多夫的STRABAG BMTI工厂以仓库的形式实施。印刷了一个10 × 6.5 × 5 m3的仓库,总共有35米的支撑和封闭的外墙,以及一个环绕的阁楼。对于KARLOS 3D打印技术,混凝土符合DIN EN 206-1标准。DIN 1045-2用于制造仓库。因此,3D打印的墙壁可以根据DIN EN 1992-1-1第12部分的规范进行测量,用于由未加固或低加固混凝土制成的承重结构。这一过程得到了各种测试的证实,包括卡尔斯鲁厄理工学院(KIT) MPA Karlsruhe对组件进行的大规模测试,以评估其静态和防火性能。该项目显示出有前途的潜力,将在未来的建设项目中进一步开发。
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来源期刊
Beton- und Stahlbetonbau
Beton- und Stahlbetonbau 工程技术-材料科学:表征与测试
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审稿时长
6-12 weeks
期刊介绍: Beton- und Stahlbetonbau veröffentlicht anwendungsorientierte Beiträge zum gesamten Massivbau. Neueste wissenschaftliche Erkenntnisse, Themen aus der Baupraxis und anwendungsorientierte Beiträge über neue Normen, Vorschriften und Richtlinien machen Beton- und Stahlbetonbau zu einem unverzichtbaren Begleiter und einer der bedeutendsten Zeitschriften für den Bauingenieur, seit mehr als 100 Jahren. Mit Berichten über ausgeführte Projekte und Innovationen im Baugeschehen erhält der Ingenieur weitere praktische Hilfestellungen für seine tägliche Arbeit. Themenüberblick: Entwurf, Berechnung, Bemessung und Ausführung sämtlicher Konstruktionen aus Beton Instandsetzung und Betonerhaltung Bauwerkserhaltung und - instandsetzung Nachrechnung bestehender Brückenbauwerke Bauwerksüberwachung Bewehrungs- und Befestigungstechnik Entwicklungen der Baustoffe Spannbeton ausgeführte Projekte Normen.
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