3D-BETONPRINT KRÆVER HØJ GRAD AF SPECIALVIDEN

Interessen for 3D-betonprint er i vækst. Grundlæggende er der to måder at anskue den nye teknologi på, nemlig enten i form af, at produktiviteten i byggeriet kan øges, eller i form af, at der tilbydes såvel nye konstruktionsmæssige som nye arkitektoniske muligheder. I virkeligheden er det vel en kombination, med den ekstra krølle, at 3D-betonprint kan være til gavn for bæredygtigheden.

3D-betonprint handler nemlig langt hen ad vejen også  om at kunne optimere og dermed mindske materialeforbruget. Ifølge arkitekt Thomas Juul Andersen, der er sektionsleder på Teknologisk Institut, er der imidlertid en række vigtige punkter at holde sig for øje, når man går i gang. Det er nemlig en kompleks teknologi, der kræver ekspertise inden for flere områder.

VIDENSOMRÅDER

• Arkitektur for at kunne designe og udforske nye tektoniske aspekter af 3D-betonprint.
• Bygningskonstruktion for at kunne dimensionere og beregne 3D-printede betonkonstruktioner.
• Betonteknologi for at kunne sammensætte betontyper, som opfylder de høje krav til 3D-printprocesser.
• Robotteknologi for at kunne programmere den digitalt styrede betonprinter baseret på 3D-modeller

”Ud over at være en multidisciplinær teknologi adskiller 3D-betonprint sig væsentligt fra den traditionelle måde at støbe beton i støbeforme. Derfor kan teknologien i mange henseender bedre sammenlignes med fremstilling af murværk. Blot med den forskel at teglstenene udelades, og konstruktionen i stedet opbygges alene af mørtelfuger, der printes lag på lag”, siger Thomas Juul Andersen.

BETONSAMMENSÆTNING

Den mest anvendte teknologi er ekstruderet betonprint. Her ekstruderes betonen gennem en dyse på en digitalt styret printer. Der stilles der fire væsentlige krav til betonen. Den skal være pumpbar, den skal være ekstruderbar, den skal være bygbar, det vil sige, den ikke må falde sammen, og endelig skal vedhæftningen være i orden. Derudover skal betonen naturligvis leve op til krav om styrke, holdbarhed og modstandsdygtighed.

”Derfor kan det være lidt af en videnskab at skræddersy betonens præcise egenskaber til et 3D-betonprintet projekt, blandt andet gennem forskellige tilsætningsstoffer, der skal være med til at sikre de nævnte egenskaber”, forklarer Thomas Juul Andersen videre. Han tilføjer, at dyssegeometri samt printretning og -hastighed kan være med til at give et betonprint et specielt udtryk, og det samme kan anvendelsen af eksempelvis farvet beton.

KONSTRUKTIONSPRINCIPPER

Grundlæggende omfatter 3D-betonprint tre konstruktionsprincipper:

• Kantvægge: Her printes en formur og en bagmur i beton. Dette efterlader et hulrum, der kan anvendes til isolering. Formur og bagmur forbindes i printprocessen med murbindere. Kantvægge er dog ikke velegnede til at tage store laster, medmindre kanterne printes meget brede, eller væggene er buede, så de er statisk stærke.
• Gittervægge: Som ved kantvægge printes en formur og en bagmur, men i stedet for at udnytte hulrummet til isolering, printes en gitterstruktur mellem murene, således at de statisk fungerer som én bred mur. På grund af denne afstivning kan væggen klare store tryklaster.
• Forskalling: I dette princip udføres konstruktionen som kantvægge, men i stedet for at fylde hulrummet med isolering, fyldes det i stedet med beton. Dermed fungerer kantvæggene som en forskalling, hvilket betyder, at der kan armeres som med en traditionel konstruktion.

ARMERINGSTYPER

3D-betonprint kan både anvendes til in-situ støbninger og til elementproduktion. En af de helt klare fordele er nye muligheder for at eksperimentere med det arkitektoniske udtryk, men træerne vokser som bekendt ikke ind i himmelen, og derfor skal man ifølge Thomas Juul Andersen også forholde sig til de armeringsmæssige udfordringer, som teknologien byder på. De gængse armeringsmetoder er (se illustration):

1. Omslutning ved at printe uden om traditionel armering.
2. Print af forskalling samt traditionel armerings- og udstøbningsstrategi.
3. Efterspænding af printede konstruktioner.
4. Horisontal armering, hvor tråd tilføjes i printprocessen.
5. Fiberarmering, hvor fibre blandes i betonen.