A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
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Understanding and mitigating plastic shrinkage in 3D-printed concrete elements
Der 3D-Druck mit Beton zählt zu den vielversprechendsten Methoden der automatisierten Bauweise. Er bietet zahlreiche Vorteile gegenüber konventionellen Bauverfahren, wie beispielsweise Kostenersparnis, erhöhte Produktivität und architektonische Gestaltungsfreiheit. In den letzten Jahren hat sich der 3D-Druck mit Beton von einer gewagten Vision zu einer zukunftsweisenden Baumethode entwickelt. In mehreren Ländern konnte die praktische Anwendbarkeit der neuen Technologie durch zahlreiche Demonstratorobjekte bewiesen werden. Um eine breite Anwendung in der Baupraxis zu ermöglichen, müssen jedoch noch einige material- und technologiespezifische Fragestellungen gelöst werden. Eine davon ist die Rissbildung der gedruckten Betonelemente aufgrund von Schwindverformungen. Das Ausmaß der Schwindverformungen ist vor der Verfestigung der gedruckten Schichten am größten. Diese Verformungen werden als plastisches Schwinden bezeichnet. Das plastische Schwinden wird maßgeblich durch die hohe Wasserverdunstung im jungen Alter des Betons und dem dadurch folgenden inneren Spannungsaufbau in den Kapillaren hervorgerufen. Im Fall, dass die Verformungen eines Elements z. B. durch Schichtverbund oder Bewehrungselemente gehindert werden und daraus resultierende Spannungen höher als die Zugfestigkeit des Betons sind, kann es zur Rissbildung kommen. 3D-gedruckte Betonelemente sind stärker als konventionell gefertigte vom plastischen Schwinden bedroht. Dies hängt vor allem mit der schalungsfreien Bauweise und den spezifischen Zusammensetzungen der druckbaren Betonrezepturen zusammen. Risse, die durch das plastische Schwinden entstehen, können sich über den gesamten Querschnitt eines gedruckten Elements ausbreiten. Die dadurch verursachten Schäden gefährden die Dauerhaftigkeit, die Gebrauchstauglichkeit, beeinträchtigen die Ästhetik und können sogar zum Stabilitätsverlust führen. Trotz der Signifikanz dieser Problematik und der möglichen Schäden durch später auftretende Schwindarten wie z.B. Trocknungsschwinden und autogenes Schwinden, ...
Understanding and mitigating plastic shrinkage in 3D-printed concrete elements
Der 3D-Druck mit Beton zählt zu den vielversprechendsten Methoden der automatisierten Bauweise. Er bietet zahlreiche Vorteile gegenüber konventionellen Bauverfahren, wie beispielsweise Kostenersparnis, erhöhte Produktivität und architektonische Gestaltungsfreiheit. In den letzten Jahren hat sich der 3D-Druck mit Beton von einer gewagten Vision zu einer zukunftsweisenden Baumethode entwickelt. In mehreren Ländern konnte die praktische Anwendbarkeit der neuen Technologie durch zahlreiche Demonstratorobjekte bewiesen werden. Um eine breite Anwendung in der Baupraxis zu ermöglichen, müssen jedoch noch einige material- und technologiespezifische Fragestellungen gelöst werden. Eine davon ist die Rissbildung der gedruckten Betonelemente aufgrund von Schwindverformungen. Das Ausmaß der Schwindverformungen ist vor der Verfestigung der gedruckten Schichten am größten. Diese Verformungen werden als plastisches Schwinden bezeichnet. Das plastische Schwinden wird maßgeblich durch die hohe Wasserverdunstung im jungen Alter des Betons und dem dadurch folgenden inneren Spannungsaufbau in den Kapillaren hervorgerufen. Im Fall, dass die Verformungen eines Elements z. B. durch Schichtverbund oder Bewehrungselemente gehindert werden und daraus resultierende Spannungen höher als die Zugfestigkeit des Betons sind, kann es zur Rissbildung kommen. 3D-gedruckte Betonelemente sind stärker als konventionell gefertigte vom plastischen Schwinden bedroht. Dies hängt vor allem mit der schalungsfreien Bauweise und den spezifischen Zusammensetzungen der druckbaren Betonrezepturen zusammen. Risse, die durch das plastische Schwinden entstehen, können sich über den gesamten Querschnitt eines gedruckten Elements ausbreiten. Die dadurch verursachten Schäden gefährden die Dauerhaftigkeit, die Gebrauchstauglichkeit, beeinträchtigen die Ästhetik und können sogar zum Stabilitätsverlust führen. Trotz der Signifikanz dieser Problematik und der möglichen Schäden durch später auftretende Schwindarten wie z.B. Trocknungsschwinden und autogenes Schwinden, ...
Understanding and mitigating plastic shrinkage in 3D-printed concrete elements
2023-10-02
Theses
Electronic Resource
English
Understanding and mitigating plastic shrinkage in 3D-printed concrete elements
| TIBKAT | 2024
Mitigating Plastic Shrinkage and Cracking in 3D-Printed Concrete Through Surface Rewetting
| Springer Verlag | 2024
Mitigating autogenous shrinkage of hardening concrete
| British Library Conference Proceedings | 2007
Large-scale testing of shrinkage mitigating concrete
| Taylor & Francis Verlag | 2019