Forschende des Labors Structural Engineering der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) arbeiten an der Entwicklung von Betonelementen, die aus einem 3D-Drucker hergestellt sind. Die Bauelemente sind ohne traditionelle Stahlarmierung stabil und nahezu zementfrei, heisst es in einer Mitteilung. Das Material soll im Aushärten Kohlendioxid speichern.
Die Forschungsarbeiten finden im Rahmen des europäischen Projekts CARBCOMN (Carbon-negative compression dominant structures for decarbonized and de-constructable concrete buildings) statt. Neben der Empa sind Forschende der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH) sowie der Empa-Ausgliederung re-fer aus Seewen und weitere europäische Partner an der Entwicklung beteiligt.
Das Material für den 3D-Druck stammt aus rezyklierten Industrieabfällen, so aus Stahlschlacke. In einem speziellen Verfahren werden geometrisch optimierte Formen hergestellt. Als Bewehrungen werden eisenbasierte Formgedächtnislegierungen (Fe-SMA) von re-fer eingesetzt. Zum Aushärten dieses Betons wird in einer Brennkammer Kohlendioxid injiziert, das sich mit der Betonmischung chemisch verbindet. „Wir kombinieren hier einzigartige Expertise – 3D-Druck, strukturelle Performance und unsere Spezialität: eisenbasierte Formgedächtnislegierungen“, wird Empa-Forscher Moslem Shahverdi in der Mitteilung zitiert. „Zum einen nutzen wir digitale Fertigungsmethoden, um ressourcenschonend zu bauen. Zum anderen ersetzen wir herkömmlichen Zement durch Bindemittel mit geringerem CO2-Fussabdruck.“ Die Betonteile werden zudem so gestaltet, dass sie nach der Nutzung demontiert und woanders wiederverwendet werden können.
Das 2024 gestartete, vierjährige Projekt wird im Rahmen von Horizon Europe gefördert und vereint elf führende Forschungseinrichtungen und Architekturbüros aus ganz Europa. Dazu zählen laut der Mitteilung auch die Universität Gent, die Technische Universität Darmstadt, die griechische Universität Patras sowie Zaha Hadid Architects aus London, Mario Cucinella Architects aus Bologna und die Unternehmen Tesis aus dem italienischen Penta di Fisciano, orbix aus Genk und incremental 3D aus Innsbruck. ce/ww