{"id":46896,"date":"2026-05-22T11:18:21","date_gmt":"2026-05-22T09:18:21","guid":{"rendered":"https:\/\/www.dbu.de\/moe-fellowship\/30017-728\/"},"modified":"2026-05-22T11:18:29","modified_gmt":"2026-05-22T09:18:29","slug":"30017-728","status":"publish","type":"moe-fellowship","link":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/moe-fellowship\/30017-728\/","title":{"rendered":"Materialtechnische L\u00f6sungen f\u00fcr schalungsfreie Herstellung von W\u00e4nden aus Schaumbeton"},"content":{"rendered":"<p>3D-Druck mit Porenbeton<\/p>\n<p style=\"text-align:justify;\">Zusammenfassung.<br \/><span style=\"line-height:115%;\"><span style=\"font-size:12pt;\"><span style=\"line-height:115%;\">Beton ist der weltweit am h\u00e4ufigsten verwendete Baustoff. Derzeit ist mehr als die H\u00e4lfte davon Transportbeton, mit einem Volumen von 46 Millionen m3 in Deutschland. Die meisten Betonarten, insbesondere der Transportbeton, ben\u00f6tigen Schalungen f\u00fcr den Einbau. Der Einsatz von Schalungen f\u00fchrt h\u00e4ufig zu hohen Material-, Arbeits- und Maschinenkosten und dar\u00fcber hinaus nicht selten zu Zeitverz\u00f6gerungen und Umweltbelastungen. Weitere Herausforderungen, denen sich die Bauindustrie zu stellen hat, sind geringe Produktivit\u00e4t, fehlende Arbeitskr\u00e4fte, eingeschr\u00e4nkte geometrische Freiheit, lange Bauzeiten, Bauen in gef\u00e4hrlichen oder entlegenen Gebieten, Kostendruck und Nachhaltigkeit. Um diesen Herausforderungen zu begegnen, wird an der TU Dresden ein neues Bauverfahren im Rahmen der Technologie des 3D-Drucks mit Beton zur Anwendung auf der Baustelle entwickelt. Zu den Vorteilen der CONPrint3D\u00ae-Technologie geh\u00f6ren das Entfallen von Schalungen, Kostensenkungen von 35 &#8211; 45 %, hohe geometrische Flexibilit\u00e4t, Verwendung herk\u00f6mmlicher Baumaschinen und geringer Bedarf an qualifizierter Arbeitskraft.<\/span><\/span><\/span><\/p>\n<p style=\"margin-bottom:3pt;margin-right:0cm;margin-top:3pt;\"><span style=\"line-height:115%;\"><span><span style=\"font-size:12pt;\"><span style=\"line-height:115%;\">1. Zielsetzung<\/span><\/span><\/span><\/span><\/p>\n<p style=\"margin-bottom:3pt;margin-right:0cm;margin-top:3pt;\"><span style=\"line-height:115%;\"><span style=\"font-size:12pt;\"><span style=\"line-height:115%;\">Beton ist das weltweit am h\u00e4ufigsten verwendete Baumaterial. Weltweit werden j\u00e4hrlich zirka 2 Milliarden Tonnen hergestellt. Allein in Deutschland sind es 120 Millionen Tonnen.<\/span><\/span><\/span><\/p>\n<p style=\"text-align:justify;\"><span style=\"line-height:115%;\"><span style=\"font-size:12pt;\"><span style=\"line-height:115%;\">Die st\u00e4dtische Bev\u00f6lkerung w\u00e4chst rasant. Die Nachfrage nach Wohnungen steigt. Daf\u00fcr braucht man entsprechend mehr Baustoffe. Der Einsatz von Schalungen beim Bauen mit Beton ist \u00fcblich, f\u00fchrt aber oft zu hohen Material-, Arbeits- und Maschinenkosten und zur negativen Umweltauswirkungen. Die Mehrheit der Geb\u00e4ude wird immer noch traditionell gebaut (Mauerwerksbau, Beton mit Schalung, Stahlbau). Die Nachteile sind wie folgt:<\/span><\/span><\/span><\/p>\n<ul>\n<li style=\"text-align:justify;\"><span style=\"line-height:115%;\"><span style=\"font-size:12pt;\"><span style=\"line-height:115%;\">Niedrige Arbeitsleistung und Arbeitsqualit\u00e4t<\/span><\/span><\/span><\/li>\n<li style=\"text-align:justify;\"><span style=\"line-height:115%;\"><span style=\"font-size:12pt;\"><span style=\"line-height:115%;\">Hohe Unfallrate auf den Baustellen. Die Unf\u00e4lle werden vorwiegend durch werden durch menschlichen Faktor verursacht.<\/span><\/span><\/span><\/li>\n<li style=\"text-align:justify;\"><span style=\"line-height:115%;\"><span style=\"font-size:12pt;\"><span style=\"line-height:115%;\">Begrenzte Freiheit in der architektonischen Gestaltung<\/span><\/span><\/span><\/li>\n<li style=\"text-align:justify;\"><span style=\"line-height:115%;\"><span style=\"font-size:12pt;\"><span style=\"line-height:115%;\">Niedrige Energieeffizienz von Geb\u00e4uden. Bis zu 40% (vierzig Prozent) des europ\u00e4ischen Energieverbrauchs betrifft die Klimakontrolle von Geb\u00e4uden<\/span><\/span><\/span><\/li>\n<li style=\"text-align:justify;\"><span style=\"line-height:115%;\"><span style=\"font-size:12pt;\"><span style=\"line-height:115%;\">Sch\u00e4dliche Umweltauswirkungen<\/span><\/span><\/span><\/li>\n<li style=\"text-align:justify;\"><span style=\"line-height:115%;\"><span style=\"font-size:12pt;\"><span style=\"line-height:115%;\">Hohe Material- und Personalkosten bei der Anwendung von Schalungen<\/span><\/span><\/span><\/li>\n<li style=\"text-align:justify;\"><span style=\"line-height:115%;\"><span style=\"font-size:12pt;\"><span style=\"line-height:115%;\">Erhebliche zeitverz\u00f6gerungen<\/span><\/span><\/span><\/li>\n<\/ul>\n<p style=\"text-align:justify;\"><span style=\"line-height:115%;\"><span style=\"font-size:12pt;\"><span style=\"line-height:115%;\">Die Nachhaligkeit im Bauwesen ist ein wichtiges Thema, das mit dem 3D-Druck-Verfahren verbindet warden kann. <\/span><\/span><\/span><\/p>\n<p style=\"text-align:justify;\"><span style=\"line-height:115%;\"><span style=\"font-size:12pt;\"><span style=\"line-height:115%;\">Der Ansatz basiert sich auf Schalungsfreies 3D-Druck Bauen mit Beton (CONPrint3D). Das Ziel ist Einerseits geht es um Ressource wie Zeit, Arbeitskraft und Material zu sparen. Anderseits es wird angestrebt, dass diese neue Technik eine breite Tauglichkeit in der Bauindustrie erreicht. Ein wichtiger Aspekt des Projekts ist einen Druckkopf f\u00fcr eine Betonpumpe zu entwickeln, der die additive Fertigung Schicht auf Schicht erm\u00f6glicht.<\/span><\/span><\/span><\/p>\n<p style=\"text-align:justify;\">2. Arbeitsmethoden und \u0096techniken<\/p>\n<p style=\"text-align:justify;\"><span style=\"line-height:115%;\"><span style=\"font-size:12pt;\"><span style=\"line-height:115%;\">In der Phasen 0-2 geht es um die Formulierung und Pr\u00e4zisierung des Forschungsproblems, Durchf\u00fchrung einer Sicherheitsunterweisung. Erlernen der an der TU Dresden vorhandenen projektrelevanten Ausstattung (Ger\u00e4te).<\/span><\/span><\/span><\/p>\n<p style=\"text-align:justify;\"><span style=\"line-height:115%;\"><span style=\"font-size:12pt;\"><span style=\"line-height:115%;\">Phase 3. Entwicklung einer Schaumbetonrezeptur. Dieses Bauverfahren ben\u00f6tigt ein Material mit h\u00f6her Pumpbarkeit, Extrudierbarkeit, Fr\u00fchfestigkeit, Druck-, Zug- und Biegezugfestigkeit sowohl in senkrechte als auch in parallele Richtungen.<\/span><\/span><\/span><\/p>\n<p style=\"text-align:justify;\"><span style=\"line-height:115%;\"><span style=\"font-size:12pt;\"><span style=\"line-height:115%;\">Phasen 4-5: 3D-Druck mit M\u00f6rtel<\/span><\/span><span style=\"font-size:12pt;\"><span style=\"line-height:115%;\">. <\/span><\/span><span style=\"font-size:12pt;\"><span style=\"line-height:115%;\">Im ersten Teil der experimentellen Arbeit wurden Probeversuche mit einem speziellen Hochleistungsm\u00f6rtel durchgef\u00fchrt.<\/span><\/span> <span style=\"font-size:12pt;\"><span style=\"line-height:115%;\">Es wurden Versuche durchgef\u00fchrt, um die Bindungsqualit\u00e4t zwischen gedruckten Schichten zu untersuchen.<\/span><\/span><\/span><\/p>\n<p style=\"text-align:justify;\"><span style=\"line-height:115%;\"><span style=\"font-size:12pt;\"><span style=\"line-height:115%;\">Phase 6: gezielte Wiederholung von 3D-Druckversuchen mit tragenden Schaumbeton.<\/span><\/span><\/span><\/p>\n<p style=\"text-align:justify;\"><span style=\"line-height:115%;\"><span style=\"font-size:12pt;\"><span style=\"line-height:115%;\">Phase 7: Optimierung der entwickelten Betonzusammensetzung<\/span><\/span><\/span><\/p>\n<p style=\"text-align:justify;\"><span style=\"line-height:115%;\"><span style=\"font-size:12pt;\"><span style=\"line-height:115%;\">Phase 8: Herselltung erstes umweltfreundlichen und ultraleichten tragenden 3D-Shaumbetons<\/span><\/span><\/span><\/p>\n<p style=\"text-align:justify;\"><span style=\"line-height:115%;\"><span><span style=\"font-size:12pt;\"><span style=\"line-height:115%;\">3. Ergebnisse<\/span><\/span><\/span><\/span><\/p>\n<p style=\"text-align:justify;\">\u00a0<\/p>\n<p style=\"text-align:justify;\"><span style=\"line-height:115%;\"><span style=\"font-size:12pt;\"><span style=\"line-height:115%;\">Studieren von verschiedenen 3D-Druckprojekten und Materialien. Weltweit gibt es mehr als 20 verschiedene Projekte \u00fcber das Thema 3D-Druck:<\/span><\/span><\/span><\/p>\n<ul>\n<li style=\"text-align:justify;\"><span style=\"line-height:115%;\"><span style=\"font-size:12pt;\"><span style=\"line-height:115%;\">Contour crafting ist eine der bekanntesten Techniken, in den USA, Universit\u00e4t von S\u00fcdkalifornien;<\/span><\/span><\/span><\/li>\n<li style=\"text-align:justify;\"><span style=\"line-height:115%;\"><span style=\"font-size:12pt;\"><span style=\"line-height:115%;\">Die Firma TotalKuston anwendet eine \u00e4hnliche Technik wie Contour Crafting. Diese Firma hat bereits ein Modelschloss gebaut;<\/span><\/span><\/span><\/li>\n<li style=\"text-align:justify;\"><span style=\"line-height:115%;\"><span style=\"font-size:12pt;\"><span style=\"line-height:115%;\">Die Firma CyBe Additive Industries in den Niederlanden, hat eine spezielle D\u00fcse entwickelt und die an einem Roboterarm montiert. Das M\u00f6rtel erreiecht eine hohe Fr\u00fchfestigkeit innerhalb von weniger Minuten;<\/span><\/span><\/span><\/li>\n<li style=\"text-align:justify;\"><span style=\"line-height:115%;\"><span style=\"font-size:12pt;\"><span style=\"line-height:115%;\">3D-Druck an der Loughborougher Universit\u00e4t;<\/span><\/span><\/span><\/li>\n<li style=\"text-align:justify;\"><span style=\"line-height:115%;\"><span style=\"font-size:12pt;\"><span style=\"line-height:115%;\">World\u0092S Advanced Saving Project in Italien. Diese bis 6 m hohe Geb\u00e4ude sollen als H\u00e4user f\u00fcr die dritte Welt dienen;<\/span><\/span><\/span><\/li>\n<li style=\"text-align:justify;\"><span style=\"line-height:115%;\"><span style=\"font-size:12pt;\"><span style=\"line-height:115%;\">Apiscor in Russland. Das ist ein automatisiertes Ger\u00e4t f\u00fcr den Bau von Geb\u00e4uden. Zus\u00e4tzlich kann man feinen Faserbeton als Baumaterial einsetzen;<\/span><\/span><\/span><\/li>\n<\/ul>\n<p style=\"text-align:justify;\">\u00a0<\/p>\n<p style=\"text-align:justify;\"><span style=\"line-height:115%;\"><span style=\"font-size:12pt;\"><span style=\"line-height:115%;\">Dieses Bauverfahren ben\u00f6tigt ein Material mit h\u00f6her Pumpbarkeit, Extrudierbarkeit, Fr\u00fchfestigkeit, Druck-, Zug- und Biegezugfestigkeit sowohl in senkrechte als auch in parallele Richtungen.<\/span><\/span><\/span><\/p>\n<p style=\"text-align:justify;\"><span style=\"line-height:115%;\"><span style=\"font-size:12pt;\"><span style=\"line-height:115%;\">Der Ansatz f\u00fcr die neue Schaumbetonrezeptur ist:<\/span><\/span><\/span><\/p>\n<ul>\n<li style=\"text-align:justify;\"><span style=\"line-height:115%;\"><span style=\"font-size:12pt;\"><span style=\"line-height:115%;\">Polystyrolk\u00fcgelchen in verschiedenen Dichten werden als Zuschlagstoff verwendet;<\/span><\/span><\/span><\/li>\n<li style=\"text-align:justify;\"><span style=\"line-height:115%;\"><span style=\"font-size:12pt;\"><span style=\"line-height:115%;\">Portlandzement wird als Bindemittel eingesetz;<\/span><\/span><\/span><\/li>\n<li style=\"text-align:justify;\"><span style=\"line-height:115%;\"><span style=\"font-size:12pt;\"><span style=\"line-height:115%;\">Aluminatzement wird als Teilersatz f\u00fcr Zement eingesetzt um den Erh\u00e4rtungsverlauf zu beschleunigen und den Schaum in der Matrix zu behalten;<\/span><\/span><\/span><\/li>\n<li style=\"text-align:justify;\"><span style=\"line-height:115%;\"><span style=\"font-size:12pt;\"><span style=\"line-height:115%;\">Naphthalinbasiertes Flie\u00dfmittel um deine gute Verarbeitbarkeit des Frischbetons zu gew\u00e4hrleisten;<\/span><\/span><\/span><\/li>\n<li style=\"text-align:justify;\"><span style=\"line-height:115%;\"><span style=\"font-size:12pt;\"><span style=\"line-height:115%;\">Schaummittel;<\/span><\/span><\/span><\/li>\n<li style=\"text-align:justify;\"><span style=\"line-height:115%;\"><span style=\"font-size:12pt;\"><span style=\"line-height:115%;\">Latexpulver f\u00fcr eine bessere Haftigkeit zwischen Zementmatrix und Zuschlagstoff.<\/span><\/span><\/span><\/li>\n<li style=\"text-align:justify;\"><span style=\"line-height:115%;\"><span style=\"font-size:12pt;\"><span style=\"line-height:115%;\">3D-Druck mit M\u00f6rtel.<\/span><\/span><\/span><\/li>\n<\/ul>\n<p style=\"margin-left:46.35pt;text-align:justify;\"><span style=\"font-size:12pt;\"><span>Im ersten Teil der experimentellen Arbeit wurden Probeversuche mit einem speziellen Hochleistungsm\u00f6rtel durchgef\u00fchrt. <\/span><\/span><\/p>\n<p style=\"margin-left:46.35pt;text-align:justify;\"><span style=\"line-height:115%;\"><span style=\"font-size:12pt;\"><span style=\"line-height:115%;\">Vielversprechende Anwendung des 3D-Druckes mit Beton in der Bauindustrie wurden zusammengefasst. Ein neuartiger Ansatz f\u00fcr die 3D-Druck Technik mit einem spezielen Druckkopf CON-Print3D wurde vorgestellt. Dieser neue experimentelle Ansatz wurde bereits erfolgreich getestet.<\/span><\/span><\/span><\/p>\n<p style=\"text-align:justify;\"><span style=\"line-height:115%;\"><span style=\"font-size:12pt;\"><span style=\"line-height:115%;\">Die hervorragende Verbindung zwischen den bedruckten Schichten ist vielversprechend, ben\u00f6tigt aber dennoch weitere Forschung<\/span><\/span><\/span><\/p>\n<p style=\"margin-left:46.35pt;text-align:justify;\"><span style=\"font-size:12pt;\"><span>Entwicklung von neuen Zusatzmitteln bzw. Leichtbeton k\u00f6nnen bei diesem neuen Verfahren viel beitragen<\/span><\/span><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>3D-Druck mit Porenbeton Zusammenfassung.Beton ist der weltweit am h\u00e4ufigsten verwendete Baustoff. Derzeit ist mehr als die H\u00e4lfte davon Transportbeton, mit einem Volumen von 46 Millionen m3 in Deutschland. 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