3D-Baudruck: Womit sich die Kosten deutlich reduzieren lassen

• Der 3D-Baudruck von Gebäudehüllen hat in den letzten Jahren beträchtlich zugenommen.
• Bisher waren jedoch alle Projekte auf Einzelausführungen oder den 3D-Druck einiger weniger Gebäude beschränkt.
• Die hohen Kosten für die 3D-Druckmörtel verhinderten eine groß angelegte Anwendung bei Projekten mit mehreren Einheiten, etwa für erschwinglichen Wohnraum.
• Baustoffspezialist Cemex und Cobod, Anbieter von Robotiklösungen und 3D-Baudruckern, bringen daher eine Lösung auf den Markt, die bei Materialien für den 3D-Betondruck eine Kostenreduktion von 90 Prozent ermöglichen soll.

Der 3D-Baudruck hat in Projekten weltweit an Bedeutung gewonnen. Denn diese neue Baumethode hat das Potenzial, aufgrund der effizienten Nutzung von Materialien und des geringeren Bedarfs an Arbeitskräften erhebliche Einsparungen im Kampf gegen die zunehmende Verknappung von Fachkräften zu ermöglichen und neue Vorteile in Bezug auf die Formfreiheit zu bieten. Allerdings wurden bisher fast alle Projekte nicht mit echtem Beton, sondern mit 3DCP-Sack-/Trockenfertigmörteln realisiert. Diese zeichnen sich durch einen sehr hohen Zementanteil aus.

Kostengünstiger als Trockenmörtel

Verschiedene Anbieter unterstützen die Einführung des 3D-Drucks, indem sie praktische, gebrauchsfertige Trockenmörtel anbieten. Denn diese lassen sich in den verschiedenen 3D-Druckern und Demonstrationsprojekten relativ einfach verarbeiten. Das Problem ist jedoch der Preis, denn Trockenmörtel sind in der Regel 5-10 Mal teurer als herkömmlicher Fertigbeton. Bislang gab es keine Lösung, die den 3D-Baudruck einer gewöhnlichen Betonsorte zum gleichen Preis wie gewöhnlicher Beton ermöglicht. Aber jetzt hat Cemex in Zusammenarbeit mit Cobod eine solche Lösung namens D.fab auf den Markt gebracht.

Davide Zampini, Cemex Head of Global R&D, erklärte: „Cemex beobachtet die Entwicklungen im 3D-Druck schon seit einiger Zeit. Aber es war wichtig, mit einer bedeutenden Innovation und Verbesserung einzugreifen. Obwohl wir wissen, dass es praktisch sein kann, mit Trockenmörtelmaterialien 3D zu drucken, lag unser Schwerpunkt in der Forschung und Entwicklung nicht auf diesem Weg. Denn wir glauben, dass es wichtig ist, den 3D-Druck zugänglich zu machen. Gemeinsam mit Cobod haben wir das Material und die technologische Lösung für 3D-druckbaren Beton entwickelt. Das D.fab-Zusatzmittelsortiment von Cemex ermöglichte die Entwicklung eines innovativen 3D-Druckansatzes. Es bietet dennoch ein Material, das mit herkömmlichem Beton vergleichbar ist.“

„Die Einführung dieses revolutionären 3D-Drucksystems ist ein Beweis für unsere kundenzentrierte Denkweise und unseren unermüdlichen Fokus auf kontinuierliche Innovation und Verbesserung. In Zusammenarbeit mit Cobod haben wir eine Erfahrung für unsere Kunden entwickelt, die alles bisher Dagewesene übertrifft“, sagte Juan Romero, Executive Vice President Sustainability, Commercial, and Operations Development von Cemex.

3D-Baudruck mit lokal verfügbaren Rohstoffen

Die Lösung von Cemex und Cobod besteht aus einem System von Zusatzmitteln. Dabei werden bestimmte Chemikalien in der Dosieranlage zugegeben. Somit lässt sich der Beton flüssig und leicht pumpfähig machen. Ein weiteres Zusatzmittel, das die Aushärtung beschleunigt, wird über die Dosiereinheit am Druckkopf der Cobod-Drucker zugegeben. Es sorgt dafür, dass der Beton sofort formbar und bebaubar wird. Die Lösung erfordert nur die zentrale Beschaffung von weniger als 1 % der Betonmischung. Mehr als 99 % des Betons können hingegen auf lokal verfügbaren Rohstoffen basieren. Das gilt auch für den Zement, der von jedem Zementhersteller stammen kann. Somit lassen sich erhebliche Kosteneinsparungen im Vergleich zum 3D-Druck von Mörtel erzielen. Die neue Lösung wurde erstmals in einem Vorort von Luanda, der Hauptstadt Angolas, erprobt. Dort kam sie für den 3D-Druck des ersten 3D-gedruckten Gebäudes in Angola, eines 53 m² großen Hauses, zum Einsatz.

Mit der neuen Lösung 3D-gedrucktes Gebäude in Angola

Ricardo Almeida, CEO von Power2Build, Angola, sagte: „Um die Krise in Angola und Afrika in Bezug auf erschwinglichen Wohnraum zu lösen, bedarf es nicht nur einer Technologie, mit der schneller gebaut werden kann und die mit weit weniger qualifizierten Arbeitskräften auskommt, sondern auch Materialien, die so billig sind wie normaler Beton. Für unser erstes Gebäude haben wir für die Wände 12 m³ Beton zu 80 Euro/m³ verwendet, so dass die Gesamtkosten für die Betonmaterialien für das 53 m² große Haus weniger als 1’000 Euro betrugen. Mit solch niedrigen Materialpreisen, der Stärke und Qualität von Beton in Kombination mit der Geschwindigkeit und Automatisierung des 3D-Drucks können wir dazu beitragen, die Krise des bezahlbaren Wohnraums in Angola und anderswo zu lösen.“

Materialkosten im 3D-Baudruck lassen sich deutlich reduzieren

Henrik Lund-Nielsen, Gründer und Geschäftsführer von Cobod International, kommentierte diesen Meilenstein für die breite Anwendung der 3D-Druckmethode: „Als wir 2017 mit dem 3D-Betondruck begannen, wobei wir das erste 3D-gedruckte Gebäude in Europa gedruckt haben, haben wir die Betonrezeptur selbst hergestellt. Wir mussten viel Zement verwenden, damit es funktionierte. Somit war unser Rezept zu teuer und nicht CO2-freundlich. Wir haben zwar gerne verschiedene Zement- und Betonhersteller bei der Entwicklung von 3D-druckbaren Trockenmörteln unterstützt. Aber wir haben auch darauf bestanden, dass für eine Massenanwendung unserer Technologie eine Lösung zur Herstellung von echtem Beton aus lokal verfügbaren Materialien erforderlich ist.

Wir sind mehr als erfreut, dass Cemex die Herausforderung angenommen hat, und stolz, dass wir in Zusammenarbeit die neue Lösung entwickeln konnten. Die Preise für die Materialien werden von den typischen 700-900 Euro/m³ für 3D-druckbare Mörtel auf jetzt 60-90 Euro/m³ je nach geografischem Standort sinken. Dies entspricht einer Senkung der Materialkosten um etwa 90 %. Das ist ein echter Wendepunkt für unsere Branche und das Baugewerbe weltweit“.

Bild oben: Die neue Lösung wurde erstmals in einem Vorort von Luanda, der Hauptstadt Angolas, erprobt. Bildquelle: Cobod

Weitere Informationen: https://cobod.com/, https://power2build.co.ao/pt/ und https://www.cemex.com/

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