Architektur aus Steinabfällen – ETH Zürich entwickelt Druckverfahren
Die Bauindustrie ist einer der Branchen, die dafür bekannt ist, besonders viele Ressourcen zu verbrauchen und bisher ist das recyceln der verwendeten Materialien nur schlecht bis kaum möglich. 517 Millionen Tonnen mineralischer Rohstoffe werden jährlich alleine in Deutschland verarbeitet, darunter fallen Sand, Kalk und Gipsstein. Vom Bau eines Gebäudes bis zum Abriss, fallen eine Menge Abfälle an – ganze 200 Millionen Tonnen um genauer zu sein. Somit machen Bauabfälle laut Quarks die Hälfte des deutschen Müllaufkommens aus.
Einem ähnlichem Problem widmet sich nun die Eidgenössische Technische Hochschule (ETH) Zürich. In Steinbrüchen stellt die Entsorgung von Steinabfällen ein großes Problem dar. In Gebieten wie Tessin kann dieses Gesteinsmehl sogar bis zu 40% der Gesamtproduktion ausmachen. Aus diesem Grund hat die ETH Zürich in Zusammenarbeit mit der Fachhochschule Südschweiz (SUPSI) einen 3D-Drucker entwickelt, welcher aus Steinabfällen Architekturelemente fertigen kann. Somit veranschaulicht das Projekt, wie die additive Fertigung den Gesamtverbrauch von Baumaterialien reduzieren kann und gleichzeitig die Verwendung von lokalen, wiederverwerteter Ressourcen unterstützt. In einer Fallstudie wurde das entwickelte 3D-Druckverfahren für die Herstellung eines optimierten Standseilbahnbodens genutzt. Dabei wurden hinsichtlich der Materialien Nebenproduktmaterialien aus dem Steinabbau des Tessiner Marmorbruchs Cava di Arzo verwendet. Der Druck fand vor Ort, neben dem Lagerplatz für das Abfallmaterial, statt.
Die Elemente werden auf der Architekturbiennale von Venedig (2023) im Palazzo Mora ausgestellt
3D-Druck für den nachhaltigen Bau
Laut der ETH Zürich ist die Binder Jetting Technologie derzeit für das Bauwesen eher ungeeignet, da die gefertigten Teile brüchig sind und das organische Bindemittel gegenüber Hitze und anderen Witterungen nicht beständig ist. Aus diesem Grund verwendet die Hochschule ein alternatives Bindemittel, welches auf Geopolymeren basiert. Vom Binder Jetting abgeleitet, hat die ETH Zürich also das Geopolymer Binder Jetting (GeoBJT) entwickelt. Das Verfahren soll eine breitere Palette an Materialien für Bindemittel ermöglichen. Darüber hinaus konnte in Tests bewiesen werden, dass die mit GeoBJT gefertigten Teile vergleichbare mechanische Eigenschaften zu Beton aufweisen.
Obwohl Geopolymer eine vergleichbare Festigkeit wie Beton hat, ist es nachhaltiger, da es eine geringere CO2-Belastung mit sich bringt. Das entwickelte Verfahren überzeugt nicht nur mit der Tatsache, dass Abfallprodukte für die Produktion verwendet werden oder, dass das Bindemittel nachhaltiger ist, sondern auch mit einem gutem Feuchtepuffvermögen. Mit der zunehmenden Erderwärmung ist dieser Aspekt besonders wichtig, denn dadurch ist das verwendete Material für die Regulierung der Innenraumfeuchtigkeit von Vorteil. Folglich kann die Widerstandsfähigkeit von Gebäuden bei extremen sommerlichen Hitzewellen erhöht werden. Mehr über das Projekt erfahren Sie HIER.
Das entwickelte Geopolymer Binder Jetting Verfahren bietet viele Vorteile
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*Alle Bildnachweise: ETH Zürich
