3D-Betondruck-Material für Wohnungsbau

Heidelberg, 29.09.2020 - HeidelbergCement liefert den Baustoff für das erste gedruckte Wohnhaus  Deutschlands  aus Beton. Das Hightech-Material „i.tech 3D“ wurde von der HeidelbergCement-Tochter Italcementi speziell für den 3D-Druck entwickelt und ist für die vielseitige Verwendung mit verschiedenen 3D- Druckertypen geeignet.

Bauforum24 Artikel (31.08.2020): HeidelbergCement liefert rund um die Uhr

Das Hightech-Material „i.tech 3D“ wurde von der HeidelbergCement-Tochter Italcementi speziell für den 3D-Druck entwickelt und ist für die vielseitige Verwendung mit verschiedenen 3D-Druckertypen geeignet. Das Haus in Beckum wird von PERI mit einem 3D-Betondrucker des Typs BOD2 gedruckt.

Es ist zweifelsohne ein Meilenstein: Erstmals kommt in Deutschland ein Wohnhaus aus dem Drucker. Das zweigeschossige Einfamilienhaus im nordrhein-westfälischen Beckum mit ca. 80 qm Wohnfläche pro Geschoss besteht aus dreischaligen Wänden, die mit Isoliermasse verfüllt werden. Erstellt wird das Premierenhaus von einem auf der Baustelle installierten 3D-Betondrucker. Die Druckergebnisse des Materials von HeidelbergCement überzeugen, das Erdgeschoss steht annähernd  bereits.

„Die Entwicklung eines zementgebundenen Materials für den 3D-Druck ist eine große Herausforderung. Es  sollte gut pumpbar und gut extrudierbar  sein”,  so  Dr. Jennifer Scheydt, Leiterin der Abteilung Engineering & Innovation bei HeidelbergCement Deutschland. „Außerdem muss es schnell eine ausreichende Tragfähigkeit ausbilden,  damit die unteren Schichten nicht unter der Last der oberen Schichten versagen. Hierbei muss gleichzeitig der Verbund zwischen den Schichten sichergestellt sein”, Scheydt weiter.

Gedruckt wird das Haus in Beckum von PERI, einem der führenden Hersteller von Schalungs- und Gerüstsystemen für die Bauindustrie. „Der Druck des Wohnhauses in Beckum ist ein Meilenstein für die 3D-Betondrucktechnologie“, so Thomas Imbacher, Geschäftsführer Innovation & Marketing der PERI GmbH. „Wir sind davon überzeugt, dass das Drucken mit Beton in den nächsten Jahren in bestimmten Marktsegmenten an Bedeutung gewinnen wird und erhebliches Potenzial hat. Weitere Wohnhaus-Druckprojekte in Deutschland sind bereits in der Vorbereitung. Wir sind stolz, dass wir bei PERI mit dem Projekt in Beckum Vorreiter und Wegbereiter für diese neue Form des Bauens sind.“

Große Herausforderung. Das Material für den 3D-Druck sollte gut pumpbar und gut extrudierbar sein. Außerdem muss es schnell eine ausreichende Tragfähigkeit ausbilden, damit die unteren Schichten nicht unter der Last der oberen Schichten versagen. Hierbei muss gleichzeitig der Verbund zwischen den Schichten sichergestellt sein.

Der Portaldrucker wurde von der Fa. COBOD entwickelt. PERI ist seit 2018 an diesem dänischen Hersteller beteiligt. Der Druckkopf bewegt sich auf einem fest installierten Metallrahmen in alle drei Raumachsen. Dadurch kann der Drucker sich an jede Position innerhalb der Konstruktion bewegen. Während des Druckvorgangs berücksichtigt der Drucker zudem  die  später  zu verlegenden Leitungen und Anschlüsse, zum Beispiel für Wasser oder Strom.

Diese in Deutschland erstmals ausgeführte völlig neue Bautechnik durchlief in den letzten Wochen und Monaten problemlos alle behördlichen Genehmigungsprozesse. Die von der nordrhein- westfälischen Baubehörde erteilte Zustimmung im Einzelfall für das Projekt ist von HeidelbergCement gemeinsam mit PERI erwirkt worden. „HeidelbergCement hat als leistungsstarker und innovativer Partner dazu beigetragen, dass alle offenen Fragen zur Bauweise und zum Druckbaustoff schnell und problemlos geklärt werden konnten“, so Fabian Meyer-Brötz, Leiter 3D-Construction Printing bei PERI. Mit der Erarbeitung des Konzepts zur Erwirkung der Genehmigung unterstützte das Ingenieurbüro Schießl Gehlen Sodeikat, die Planung und Durchführung der entsprechenden Zulassungsprüfungen erfolgte durch die TU München.

Dank der umfangreichen Kenntnisse über Zement und Beton sowie der innovativen Forschung bei HeidelbergCement und seiner Tochter Italcementi bietet das Unternehmen Architekten, Bauherren und Unternehmen, die Häuser oder Betonprodukte mit 3D-Druckern realisieren möchten, künftig qualitativ hochwertige Produkte und technisches Know-How an. „Wir haben den traditionellen Baustoff Beton an die Möglichkeiten angepasst, die uns die Digitalisierung bietet“, so Enrico Borgarello, Director Global Product Innovation bei HeidelbergCement und verantwortlich für die Entwicklung von „i.tech 3D“.

Das Forscherteam von HeidelbergCement entwickelt Baustoffrezepturen, die bei verschiedenen 3D-Druck-Techniken eingesetzt werden können.

Der innovative Baustoff für den 3D-Druck erlaubt so nicht nur neue Freiheiten in der Formgebung, sondern auch mehr Vielfalt, weil jedes Bauteil individuell gestaltet werden kann. Nicht zuletzt ermöglicht er – wie in Beckum eindrucksvoll unter Beweis gestellt wird – eine deutliche Beschleunigung des Bauprozesses. Somit kann „i.tech 3D“ ganz unterschiedlichen Playern der Baubranche einen Innovationsschub ermöglichen.

Weitere Informationen: HeidelbergCement AG  | © Fotos: HeidelbergCement AG / GPI HC Group / PERI GmbH