{"id":64119,"date":"2025-07-16T00:01:23","date_gmt":"2025-07-15T22:01:23","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/?p=64119"},"modified":"2025-07-15T15:46:37","modified_gmt":"2025-07-15T13:46:37","slug":"betondruck-diatomeenerde-160720251","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/betondruck-diatomeenerde-160720251\/","title":{"rendered":"Innovativer, CO\u2082-speichernder 3D-Betondruck mit Diatomeenerde"},"content":{"rendered":"

Beton z\u00e4hlt zu den meistverwendeten Baustoffen weltweit \u2013 und gleichzeitig zu den klimasch\u00e4dlichsten<\/a>: Zementproduktion verursacht etwa\u202f8\u202f% der globalen Treibhausgasemissionen. Eine interdisziplin\u00e4re Forschergruppe an der University of Pennsylvania hat nun einen neuartigen Ansatz entwickelt, um Beton sowohl leichter als auch umweltfreundlicher zu gestalten \u2013 mittels der uralten, fossilen Struktur kieselalgenreicher Substanzen und 3D-Druck Technologien<\/a>.<\/p>\n

Das zentrale Element – Diatomeenerde (DE).<\/strong> Diese entsteht, wenn mikroskopisch kleine Algen (Diatomeen) sterben und ihre por\u00f6sen Silikatgeh\u00e4use sich \u00fcber Millionen Jahre zu feinen, por\u00f6sen Ablagerungen verdichten. Forschende, wie Shu\u202fYang, Professorin f\u00fcr Materialwissenschaften, und ihr Team entdeckten, dass DE durch seine hohe Porosit\u00e4t CO\u2082 f\u00f6rmlich \u201eaufsaugen\u201c kann. Bei der Erh\u00e4rtung reagiert CO\u2082 mit den im Beton enthaltenen Kalkbestandteilen und bildet Calciumcarbonat \u2013 und das st\u00e4rkt den Beton zugleich. Doch hier h\u00f6ren die Vorteile noch nicht auf, durch die Mischung von DE mit Zement verringert sich logischerweise der Zementanteil des Materials und damit auch der CO2 Aussto\u00df bei seiner Produktion.<\/p>\n

\"\"

Der Zement wird mit Diatomeenerde angereichert und in TPMS Designs 3D-gedruckt.<\/p><\/div>\n

\n

Was erreicht die Diatomeenerde im Beton?<\/h2>\n

Das Ergebnis beeindruckt: Die Machbarkeitsstudien zeigen eine Steigerung der CO\u2082-Aufnahme um bis zu 142\u202f% im Vergleich zu traditionellem Beton ohne DE. Konkret absorbiert der modifizierte Beton bis zu 489\u202fg CO\u2082 pro Kilogramm Zement. Gleichzeitig erreicht der Beton nach 28 Tagen eine Druckfestigkeit von rund 32\u202fMPa \u2013 und wird im Laufe der Zeit durch den Carbonationsprozess sogar st\u00e4rker (erwartete 40\u202fMPa nach 60 Tagen).<\/p>\n

Neben der Materialwissenschaftlichen Komponente des Projekts spielt das Design der Betonteile eine gro\u00dfe Rolle. Das Team setzte auf TPMS-Geometrien<\/a> (Triply Periodic Minimal Surfaces) \u2013 fl\u00e4chenreiche, geschwungene Strukturen, die in Knochen und Korallen vorkommen. Diese Formen erh\u00f6hen das Verh\u00e4ltnis von Oberfl\u00e4che zu Volumen, optimieren die CO\u2082-Aufnahme und senken gleichzeitig den Materialverbrauch. Vergleichstests ergaben: TPMS-Bauteile ben\u00f6tigen bis zu 11\u202f% weniger Material, erreichen und 32% h\u00f6here CO\u2082-Aufnahme und behalten vergleichbare Tragf\u00e4higkeit bei.<\/p>

\"\"<\/a><\/div>\n

Ein Blick in die Zukunft<\/h2>\n

In Zukunft m\u00f6chte das Team seine Forschung auf mehrere Fronten ausweiten. So sollen die zurzeit noch recht kleinen Strukturen skaliert werden, um in voller Gr\u00f6\u00dfe in B\u00f6den, Fassaden oder Tr\u00e4gerplatten zu wirken. Wie Masoud Abkarzadeh, Professor der Architektur und Teil des Forschungsteams sagt: \u201cWir testen gr\u00f6\u00dfere Komponenten mit komplexeren Verst\u00e4rkungsschemata. Wir wollen, dass sie nicht nur stabil und effizient, sondern auch im architektonischen Ma\u00dfstab gebaut werden k\u00f6nnen.\u201d<\/em><\/p>\n

\"\"

Zwei Autoren der Studie: Masoud Akbarzadeh (links) und Shu Yang (rechts).<\/p><\/div>\n

Diese Strategie erlaubt es, Beton nicht mehr nur als statisches Baumaterial, sondern als aktiven Kohlenstoffspeicher zu betrachten \u2013 sowohl in der Luft, im Bauprozess als auch im fertigen Bauwerk. Akbarzadeh betont: \u201cEs ging uns nicht nur im \u00c4sthetik oder die Verringerung der Masse. Es ging darum, eine neue strukturelle Logik zu erschlie\u00dfen. Wir konnten das Material um fast 60% reduzieren und trotzdem die gleiche Last tragen, was zeigt, dass man mit viel weniger Material viel mehr erreichen kann<\/em>\u201d Das Team geht somit einen weiteren Schritt auf dem Weg zu klimaneutralem und zukunftsf\u00e4higem Bauen. Die Forschung erschien im Fachjournal Advanced Functional Materials<\/em> (2025), mehr Informationen finden Sie zudem HIER<\/a>.<\/p>\n

Was halten Sie von der Nutzung von Diatomeenerde im 3D-Betondruck? Lassen Sie uns dazu einen Kommentar da, oder teilen Sie es uns auf Facebook<\/a>\u00a0oder\u00a0LinkedIN<\/a> mit.\u00a0M\u00f6chten Sie au\u00dferdem eine Zusammenfassung der wichtigsten Neuigkeiten im 3D-Druck und der additiven Fertigung direkt und bequem in Ihr Postfach erhalten? Dann registrieren Sie sich jetzt f\u00fcr unseren\u00a0w\u00f6chentlichen Newsletter<\/a>.<\/p>\n

*Bildverweise: University of Pennsylvania<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Beton z\u00e4hlt zu den meistverwendeten Baustoffen weltweit \u2013 und gleichzeitig zu den klimasch\u00e4dlichsten: Zementproduktion verursacht etwa\u202f8\u202f% der globalen Treibhausgasemissionen. Eine interdisziplin\u00e4re Forschergruppe an der University of Pennsylvania hat nun einen neuartigen Ansatz entwickelt, um Beton sowohl leichter als auch umweltfreundlicher…<\/p>\n","protected":false},"author":6117,"featured_media":64122,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"content-type":"","footnotes":""},"categories":[49,42],"tags":[],"class_list":["post-64119","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-aktuelles","category-architektur"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/64119","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/6117"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=64119"}],"version-history":[{"count":2,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/64119\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":64124,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/64119\/revisions\/64124"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/64122"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=64119"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=64119"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=64119"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}