Betonleichtbau

Massive Bauteile aus Beton weisen in ihrem Inneren unter den verschiedenen Belastungsszenarien stets sehr inhomogene Beanspruchungsverteilungen auf. Teilweise sind einzelne Bereiche nur wenig bis gar nicht beansprucht sind. Das dort vorhandene Material ist somit eigentlich überflüssig.

Mit der Technologie des Gradientenbeton® wird erstmals eine Optimierung des Bauteilinnenraums möglich. Eigenschaften wie Festigkeit, Dichte oder auch Wärmeleitfähigkeit werden durch Variation der Mörtel- und Betonzusammensetzung und durch die in das Bauteil eingebrachten Leichtzuschläge, Poren und Hohlräume an das tatsächlich erforderliche Materialniveau angepasst. Beton wird im Bauteilinneren nur noch dort eingesetzt, wo er tatsächlich benötigt wird. Das Ergebnis sind Bauteile mit einer gegenüber massiv ausgeführten Bauteilen signifikanten Massen- und damit Gewichtsreduktion – bei gleicher Funktions- und Leistungsfähigkeit.

Die Herstellung leichter, oft geometrisch und topologisch komplexer Betonstrukturen ist nach wie vor arbeitsintensiv, verschwenderisch und verschlingt bis zu zwei Drittel des Produktionsbudgets. Das aktuelle Projekt untersucht, wie ressourceneffiziente Strukturen mit und durch nachhaltige Herstellungsverfahren realisiert werden können und welche architektonischen Potenziale sich dadurch erschließen lassen. Im Mittelpunkt der Forschung steht die abfallfreie Herstellung leichter Betonstrukturen mit wasserlöslichen Sandschalungssystemen. Es wird untersucht, wie die additive Fertigung von wiederverwendbaren Schalungsmaterialien ein Maximum an Gestaltungsfreiheit bei gleichzeitiger Vermeidung von Produktionsabfällen ermöglicht, indem Ressourcen so lange wie möglich in einem geschlossenen Produktionskreislauf gehalten werden.