CORNCRETL, 3D-gedrucktes Baumaterial aus landwirtschaftlichen Abfällen

Die Vorteile des 3D-Drucks im Bauwesen lagen lange Zeit vor allem in Schnelligkeit und Automatisierung. Heute rückt jedoch ein weiterer Aspekt zunehmend in den Vordergrund: Anstelle von standardisiertem, kohlenstoffreichem Beton erforschen Wissenschaftler biobasierte und lokale Alternativen.

Mit CORNCRETL trägt das in Mexiko ansässige Kollektiv Manufactura zu dieser Entwicklung bei. Der 3D-druckbare Verbundwerkstoff besteht aus landwirtschaftlichen Nebenprodukten und ist für strukturelle Anwendungen ausgelegt.

Wo traditionelles Bauwissen auf Robotik trifft

Manufactura wurde 2022 von Dinorah Schulte gegründet und verbindet vorspanisches architektonisches Wissen mit robotergestützter Fertigung. CORNCRETL (eine Wortschöpfung aus „corn“ und „concrete“) wird aus Nejayote hergestellt, einem kalziumreichen Abwasser, das beim Nixtamalisierungsprozess entsteht. Dabei handelt es sich um ein altes mesoamerikanisches Verfahren, bei dem Maiskörner in Kalkwasser eingeweicht und gekocht werden.

Anstatt entsorgt zu werden, wird diese Flüssigkeit zu einem zentralen Bestandteil der druckbaren Mischung. Da Mais in Mexiko nach wie vor ein zentrales Grundnahrungsmittel ist, entstehen dabei große Mengen organischer Rückstände, was das Material zugleich kulturell verankert und lokal gut verfügbar macht. Durch die Kombination dieser flüssigen Nebenprodukte mit getrockneten Maishülsen und -stängeln entwickelte das Team ein druckbares Bindemittel.

Der Druckprozess von CORNCRETL

Für das Aufbringen des CORNCRETL-Materials setzte das Team einen KUKA-Roboterarm in Kombination mit dem kontinuierlichen Zuführsystem WASP Concrete HD ein.

Die Maisreste werden zunächst getrocknet, zerkleinert und gemahlen, bis eine definierte Partikelgröße erreicht ist. Anschließend werden sie mit einem Bindemittel auf Basis von natürlichem hydraulischem Kalk (NHL 3.5) sowie mit für die robotergestützte Extrusion geeigneten Zuschlagstoffen vermischt. Die Mischung wird anschließend Schicht für Schicht aufgetragen, wodurch herkömmliche Schalungen entfallen und sich der Bauabfall um bis zu 90 % reduzieren lässt.

Durch die große Bewegungsfreiheit des Roboters lassen sich gekrümmte Oberflächen und geometrische Strukturen realisieren, die an Terrazzo-Muster erinnern. Das kalkbasierte Material härtet anschließend innerhalb weniger Tage bei Raumtemperatur aus – anders als herkömmlicher Beton, der eine energieintensive Aushärtung erfordert.

CORNCRETL: Zwischen Nachhaltigkeit und Selbstreparatur

Nach Angaben von Manufactura kann CORNCRETL die CO₂-Emissionen gegenüber Portlandzement um bis zu 70 % verringern, da das Material auf Kalk basiert und bei niedrigen Temperaturen aushärtet.

Das Material weist zudem selbstreparierende Eigenschaften auf: Wenn Feuchtigkeit in die Mikrorisse eindringt, kristallisieren die nicht reaktiven Kalkpartikel um und füllen die Zwischenräume teilweise auf, eine Eigenschaft, die für Kalkbindemittel bekannt ist.

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*Bild: Dinorah Schulte