ETH-Forscher haben eine neue 80 Quadratmeter grosse Leichtbau-Geschossdecke mit Ornament-Design fabriziert. Das Besondere daran ist die Herstellungsmethode. Die Forscher arbeiteten mit einem grossformatigen 3D-Sanddrucker. Dieser druckte nicht die Bauelemente selbst, sondern deren Schalung. Im Gegensatz zum Betondruckprozess konnte so leistungsfähiger, faserverstärkter Beton verwendet werden.
Laut der ETH ist die Produktion der Schalung der arbeitsintensivste Schritt im Betonbau, insbesondere bei nicht-standardisierten Bauteilen. Oft werden daher immer die gleichen Massivdecken produziert. Allerdings führt dies zu einem hohen Materialverbrauch und einer schlechten CO2-Bilanz. Mit der 3D-Sanddrucktechnik ist die Herstellung einer Schalung mit komplexen Geometrien hingegen sehr einfach. Die Geometrie der Decke kann zudem so adaptiert werden, dass an jeden Punkt gemäss Kräfteverlauf nur exakt so viel Beton kommt, wie strukturell nötig ist. Bei der Decke der Forscher ist die dünnste Stelle gerade einmal 20 Millimeter dick.
Für die Fabrikation der Schalungselemente haben die Forscher eine neue Planungssoftware entwickelt. Diese kann alle für die Produktion relevanten Parameter aufnehmen und koordinieren. „Wir haben die Decke nicht gezeichnet, sondern programmiert“, erklärt Forscherin Mania Aghaei Meibodi, die am ETH-Projekt beteiligt war. „Mit analoger Planung wäre es niemals möglich, all diese Aspekte aufeinander abzustimmen, erst recht nicht in dieser Präzision.“
Nach zweiwöchiger Aushärtung wurden die elf individuellen Betonsegmente für die ETH-Decke in das DFAB House eingebaut. Dabei handelt es sich um eine dreigeschossige Wohneinheit auf der Forschungs- und Innovationsplattform NEST der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) und dem Wasserforschungsinstitut Eawag in Dübendorf. „Zu sehen, wie nahtlos sich unsere Elemente auf der Baustelle aneinander und an die bereits bestehenden Bestandteile des DFAB House fügten, war überwältigend“, sagt Forschungsleiter Benjamin Dillenburger. Dank der präzisen Planung und Vorfertigung habe sich die Zeit auf der Baustelle auf ein Minimum reduziert.
