Georg Hansemann (2025): coebro[ceiling]. Strukturleichtbaudecken mittels 3D-gedruckter Schalungselemente aus Beton, 1. Gutachter: Stefan Peters, 2. Gutachter: Christoph Gengnagel
Die digitale Fertigung mit mineralischen Materialien entwickelt sich rasant. Additive Verfahren wie Materialextrusion wurden in diversen Pilotprojekten erprobt und liefern die Grundlagen für bautechnische Vorschriften im 3D-Betondruck. Die Dissertation realisiert eine konkrete Anwendung für die digitale Fertigung mit Beton und führt bei vier realen Bauprojekten begleitende Versuche durch. Sie entwickelt ein System für eine neuartige Stahlbetonrippendecke, die die erforderliche Tragfähigkeit durch effiziente Formgebung mit deutlich weniger Materialverbrauch erreicht, und das für einen ressourcenschonenden Umgang mit Beton steht. Durch Materialextrusion erzeugte dünnwandige Schalungen aus Beton können so als Aussparungskörper beim Betonieren von Deckenelementen vor Ort zum Einsatz kommen. Die Bewehrung kann konventionell eingebracht und das Bauteil im Ortbetonverfahren auf der Baustelle fertiggestellt werden.
Um die Kombination von 3D-Betondruck mit traditionellen Herstellungsprozessen zu bewerten, wurden Versuche zu Tragverhalten, Haftverbund zwischen Printbeton und Normalbeton, Feuerbeständigkeit, Schallschutz und Dauerhaftigkeit durchgeführt. Eine Diskussion dieser Ergebnisse, von Prototypenresultaten und über 1000 Quadratmeter realisierter Deckenfläche gibt Aufschluss über den Entwicklungsstand für die konkrete Anwendung. Unter Berücksichtigung von Nachhaltigkeits-, Wirtschaftlichkeits- und Machbarkeitsaspekten wird mittels 3D-Betondruck ein neuer Ansatz des Strukturleichtbaus für horizontale Bauteile wie Decken- und Dachkonstruktionen erarbeitet. Er erweitert und verbessert tradierte Produktionsmethoden im Stahlbetonbau und leistet einen Beitrag zu einer Transformation des Bauwesens, die die Potenziale moderner Fertigungstechnologien ausschöpft und alle Beteiligten für alternative Lösungsansätze sensibilisiert.
