Schnellfahrstrecke: Darum setzt man auf 3D-Betondruck mit Graphen

• In England entsteht eine Schnellfahrstrecke der Eisenbahn, die HS2, die in den Jahren 2035 bis 2040 komplett in Betrieb gehen soll.
• Derzeit läuft der Bau des ersten Abschnitts der Bahnstrecke, der die 220 Kilometer zwischen London und Birmingham umfasst.
• Um die Kosten zu senken und CO2-Emissionen zu reduzieren, will das mit dem Bau der Londoner Tunnel beauftragte Unternehmen Joint Venture SCS JV (Skanska Costain Strabag Joint Venture) eine Technologie namens „Printfrastructure“ einzusetzen.
• SCS JV testet dafür den 3D-Druck mit graphenverstärktem Beton.

Die vom Skanska Costain Strabag JV-Team bei HS2 vorgestellte „Printfrastructure“-Technologie könnte die CO2-Emissionen halbieren. Der 3D-Betondruck soll Vorteile für die Umwelt, die Kosten und die Gemeinschaft mit sich bringen. In der Neuheit, deren erster Testeinsatz für 2022 geplant ist, sehen die beteiligten Unternehmen einen großen Sprung für die Bautechnologie. Sie erwarten, dass die flexible Lösung das Bauprogramm vereinfachen und Vorteile für die Umwelt, die Kosten und das Gemeinwesen zeitigen wird, wenn sie erstmals bei der Schnellfahrstrecke HS2 zum Einsatz kommt.

Das Drucken von Beton mit Hilfe von computergesteuerten Robotern soll es dem Gemeinschaftsunternehmen Skanska Costain Strabag ermöglichen, Bauwerke vor Ort zu errichten, anstatt sie als vorgefertigte Platten auf der Straße zu transportieren, bevor sie von großen Kränen zusammengesetzt und an ihren Platz abgesenkt werden.

3D-Betondruck spart Zeit und reduziert Emissionen

Da es sich beim 3D-Betondruck um eine flexible, mobile Technologie handelt, lässt sich das Verfahren in räumlich beengten Gebieten nutzen, so dass es keine komplizierten und potenziell teuren logistischen Pläne braucht. Darüber hinaus bietet der 3D-gedruckte Beton eine kohlenstoffarme, schnell trocknende Lösung, die Zeit spart.

Durch den Einsatz eines computergesteuerten Roboters lassen sich die Stahlbetonstrukturen mit einer einzigartigen, verstärkenden Innenstruktur drucken, was nicht nur die benötigte Betonmenge erheblich reduzieren, sondern auch den Abfall verringern soll.

ChangeMaker 3D hat als Partner des Joint Ventures die Technologie entwickelt. In Zusammenarbeit mit Versarien, einem britischen Spezialisten für hochentwickelte Werkstoffe, kombiniert das Unternehmen das 3D-Betondruckverfahren mit dem stärksten jemals getesteten Material: Graphen.

Vereinfachter Bauprozess für die Schnellfahrstrecke

Beton, der von mikroskopisch kleinen, nur wenige Atome dicken Graphensträngen durchzogen ist, die sich wie Streifen in einem Gesteinsbrocken ausbreiten, ersetzt den herkömmlichen Stahl und trägt so zu mehr Sicherheit auf der Baustelle, größerer Flexibilität beim Bau, kürzerer Bauzeit und geringerem CO2-Ausstoß bei. Die Unternehmen gehen davon aus, dass das mit ChangeMaker 3D entwickelte Verfahren den Betonanteil in einigen der Strukturen um bis zu 50 Prozent reduziert. Durch den Wegfall von Stahl und die Vereinfachung des Bauprozesses, ohne Kräne und mit deutlich weniger Lieferwagen, könnte die Kohlenstoffreduzierung noch größer ausfallen.

Rob Cairns, Leiter der HS2-Innovationsabteilung, sagt: „Das Projekt, an dem SCS JV und ChangeMaker 3D zusammenarbeiten, ist ein fantastisches Beispiel für die Art von weitreichenden Innovationen, die HS2 ermöglicht. Mit einem Bauprogramm, das sich über ein Jahrzehnt und über das ganze Land erstreckt, schafft das Projekt ein ideales Umfeld für die Entwicklung von Technologien, die das Potenzial haben, die Art und Weise, wie große Infrastrukturen gebaut werden, zu verändern.“

Andrew Duck, Skanska Costain Strabag JV Temporary Works Manager, sagt: „Die durch den 3D-Stahlbetondruck von Printfrastructure ermöglichte Automatisierung schafft eine fabrikähnliche Umgebung, die ein hochwertiges Produkt liefert, das sowohl den effizienten Einsatz von Materialien erhöht als auch unseren CO2-Fußabdruck verringert. Es ist wichtig, dass wir Technologien wie Printfrastructure die Möglichkeit geben, sich zu entfalten, denn sie bieten der Industrie die Möglichkeit, die Art und Weise, Projekte zu realisieren, entscheidend zu verändern.“

Die Proof-of-Concept-Tests sollen im Frühjahr 2022 beginnen.

Weitere Informationen zu SCS JV (Skanska Costain Strabag Joint Venture): https://www.scsrailways.co.uk/

Weitere Informationen zu HS2 finden Sie unter https://www.hs2.org.uk/.

Erfahren Sie hier mehr darüber, wie 3D-Betondruck planerische Grenzen überwinden hilft.

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