Leicht bauen mit Beton

Beton dort zu platzieren, wo man ihn braucht, und wegzulassen, wo man ihn nicht braucht, ist die große Stärke des Baumit 3D-Beton-Drucks. Damit sind Materialeinsparung und CO2-Reduktion im Sinne von ressourcenschonendem Bauen die klare Zielsetzung, gemäß dem Motto: weniger Beton bei gleicher Leistungsfähigkeit.

„Der Baumit BauMinator platziert Beton dort, wo er gebraucht wird, und lässt ihn weg, wo er nicht gebraucht wird. Bauteile wie Betondecken und Wände können schnell und stark gewichtsreduziert hergestellt werden“, erklärt Robert Schmid, Eigentümer und Geschäftsleitung Baumit, im Rahmen einer Presseführung am Baumit-Gelände in Wopfing.

Als einer der europaweit führenden Baustoffproduzenten mit einzigartigem Know-how in der Entwicklung von Zementmörteln und Spritzbetonen beschäftigt sich Baumit seit rund zehn Jahren intensiv mit dem 3D-Druck für Beton. Schmid: „Um hochwertige Produkte fertigen zu können, braucht es mehr als nur Spezialmörtel zum Drucken. Zunächst musste der gesamte Betondruckprozess von der Software bis zur Druckdüse entwickelt werden.“ Heute können mit dem BauMinator-System Bauteile, Objekte und Formen zwischen 50 cm und fünf Meter Größe gedruckt werden.

Einsatzgebiete sind dabei gewichtsreduzierte Spezialanfertigungen, bei denen sich eine Schalung nicht rechnet oder gar nicht machbar ist, aber auch Kleinserien. Die Kostenreduktion entsteht dabei immer durch Reduktion der Systemkosten – z. B. die Gewichtsreduktion von Decken über mehrere Stockwerke und deren Einfluss auf die Dimensionierung der Statik. Interessant ist das Drucken für alle Bereiche und Unternehmen, die in irgendeiner Art und Weise mit Beton, Mörtel oder ähnlichen Materialien arbeiten – für Architekten, Planer, Baumeister über Fertigteilproduzenten bis hin zum Landschaftsgestalter und Design-Experten.

Weniger Beton bei gleicher Leistungsfähigkeit

In Zukunft werden Bauweisen, die einen ressourcenoptimierten Einsatz von Materialien in der Baubranche ermöglichen, immer wichtiger. Beton, als meist verwendeter Baustoff weltweit, spielt dabei eine tragende Rolle. Eine vielversprechende Perspektive, deutlich Material einzusparen, bietet die additive Fertigung. Der 3D-Druck mit Beton stellt einen deutlichen Innovationsschub im Baubereich dar und entwickelte sich zu einem Sinnbild für die Digitalisierung der Bauwirtschaft. Der zu großen Teilen automatisierbare Bauprozess kann auf aufwendigen Formenbau verzichten und ermöglicht das gezielte und sparsame Verarbeiten von Beton. Die ökonomische Umsetzung von Nicht-Standard-Geometrien fördert die Entwicklung von neuen Bauteilen, weg von massiven Betonquerschnitten hin zu kraftflussoptimierten Tragelementen.

Die 3D-Drucktechnologie von Baumit wird unter anderem zur Herstellung massereduzierter Leichtbaudecken unter Verwendung gedruckter Aussparungskörper und ergänzendem Ortbeton genutzt. Die am Institut für Tragwerksentwurf der Technischen Universität Graz – gemeinsam mit Baumit – entwickelte Leichtbauweise ist durch fundierte Forschungsarbeit erprobt und in vielen Praxisprojekten bereits umgesetzt.

„3D gedruckte Aussparungskörper – statisch optimiert – werden auf einer Schalungsplatte mit der offenen Seite nach unten aufgelegt, die Bewehrung und Ökobeton dazwischen eingebracht“, erklärt Stefan Peters, Institut für Tragwerksentwurf TU Graz. Das Ergebnis ist eine zweiachsig gespannte Rippendecke, die bereits jetzt die CO2 Ziele von 2030 erfüllt. Genau aus diesem Grund erhielt das Baumit BauMinator-Team für das Projekt Tiefgarageneinfahrt in Nördlingen/DE im November 2023 den deutschen Architekturpreis Beton.

Das von Baumit und dem Institut für Tragwerksentwurf (ITE) der TU Graz entwickelte neue Rippendeckensystem wurde bereits in Österreich und Deutschland, inklusive aller notwendigen Prüfungen umgesetzt. Dabei sind Deckengrößen bis über 700m² realisiert worden. Zu besichtigen sind diese Rippendeckensysteme in Lunz am See, Nördlingen (DE) sowie in Bludenz – Folgeprojekte sind bereits in Arbeit.

„Beim BauMinator handelt es sich um ein optimal abgestimmtes Gesamtsystem aus Spezialmörtel, Roboter, Pumpen und Software. Aufbauen - einschalten - Drucken - in einem Tag kann das System sowohl stationär sowie im Produktionsverbund eines Fertigteilwerkes eingesetzt werden. Obwohl Lage auf Lage gedruckt wird, ist das Material so homogen wie gegossen. Bauteile in Größen von ca. 2x3x0,4m sind in zwei Stunden fertig gedruckt. Beim Austritt aus der Düse wird bereits eine Festigkeit erreicht, dass bis zu 60° Winkel gedruckt werden können. Der Prozess ist bis zum eigentlichen Druck hundert Prozent digital – die Grundvoraussetzung für die Zukunft“, fasst Eduard Artner, Leitung Geschäftsfeld Baumit 3D Betondruck, die Vorteile zusammen.

Für die Umsetzung der Projekte stehen bereits Partner in Deutschland und Österreich zur Verfügung. „Der 3D-Betondruck hat bereits seinen Platz in der automatisierten Herstellung von Bauteilen und Elementen gefunden und ist ein wichtiger Eckpfeiler für zukunftsorientiertes, automatisiertes und ressourcenschonendes Bauen in Modulbauweise“, so Artner. ■