Het idee: 3D-betonprinten

Dromen van vrije vormen in beton

Men zegt dat dromen bedrog zijn, maar ze staan ook vaak aan het begin van nieuwe werkwijzen. Want zou het niet mooi zijn om, met slechts één druk op de knop, een volledige betonnen constructie te kunnen printen? Zonder bekisting. Frans Jansen, adviseur hulpconstructies en uitvoeringstechnieken bij Heijmans, bespreekt de kansen van 3D-betonprinten. 

18 mei 2016

Aanleiding

Klanten vragen steeds vaker om complexere ontwerpen en vormen bij woonhuizen en kunstwerken zoals viaducten. Dit vraagt het nodige van de uitvoering en het ontwerp. In het traditionele proces kunnen deze complexe vormen gerealiseerd worden, echter kost dit veel ontwerptijd en manuren voor de uitvoering. Hulpconstructies zoals bekistingen worden ook steeds complexer en presteren vaak onvoldoende door de ingewikkelde vormen, hogere kwaliteitseisen en tijdsdruk.

Door het 3D-betonprinten van bekisting of zelfs de gehele constructie kunnen in potentie vrije, organische vormen met gelijke kwaliteit, maar tegen lagere kosten (tot wel 50%) worden gemaakt.

Het idee

3D-printen is niet langer nieuw voor Heijmans. Zo werken we samen met DUS Architects aan de ontwikkeling van het 3D-print Canal House van kunststof en printen we met MX3D een metalen brug over een Amsterdamse gracht. Toch staat 3D-betonprinten voor ons nog grotendeels in de kinderschoenen. Er zijn wel al enkele initiatieven bekend, veelal in het buitenland, zoals een Amerikaan die zijn eigen betonnen kasteel printte.

Proef #1: Bekistingsdruk

Daarom start Heijmans in samenwerking met partners een proef met het printen van drie betonnen bekistingsmallen. Bij de eerste proef wordt een holle geprinte bekisting (1,25 meter breed, 35 cm diep en 4 meter hoog) gevuld met water en onder druk gezet om zo de maximale ‘bekistingsdruk’ vast te stellen voordat deze bezwijkt. Tijdens het opvoeren van de druk wordt de uitbuiging van de mal via meetpunten op verschillende hoogtes digitaal in kaart gebracht.

Proef #2: Vlak en strak

Bij de tweede proefopstelling printen we een gekromde wand van 2,5 meter hoog. Tijdens het printen wordt de gewelfde zijde van de bekisting handmatig afgewerkt om na te gaan hoe vlak en strak het geprinte beton is na te behandelen. Architecten stellen vaak esthetische eisen aan hoe het materiaal moet ogen. Daarnaast verkleurt strak beton ook minder snel doordat vuil er minder aan hecht. Door enkel één helft van de wand handmatig af te werken, wordt het verschil direct zichtbaar.

Proefopstelling2.png

Bij de tweede proef wordt een gewelfde wand geprint waarna deze handmatig wordt verfijnd.

Proef #3: Hechtsterkte

Bij de derde proef wordt een 3D-betongeprinte bekisting in één stortgang gevuld met mortel om zo door het boren van kernen de hechtsterkte tussen bekistingsmal en in situ beton vast te stellen. De resultaten uit de eerste proef bepalen daarbij de verantwoorde storthoogte. Nadat de mal voldoende is uitgehard, worden na ongeveer een maand de kernen geboord om het beton te testen op zaken zoals hechtsterkte, luchtbellen, porositeit, etc.

Het vervolg

Zoals gezegd starten we deze zomer met de drie proeven. De eerste resultaten over de maximaal toelaatbare bekistingsdruk hopen we vervolgens snel te kunnen communiceren. Hoewel de techniek nog veel testwerk en verfijning vereist, biedt 3D-betonprinten bovenal de nodige kansen. Het op kleine schaal toepassen, testen en doorontwikkelen is daarbij een essentiële eerste stap. Daarnaast kunnen we binnen lopende projecten vaak ook kleine zaken printen. Collega's en opdrachtgevers moeten alleen wel beter bewust zijn van de mogelijkheden; je gaat het pas zien als je het doorhebt.

Wilt u op de hoogte blijven van de vorderingen? Stuur me gerust een e-mail en abonneer u op ‘Het beste van Heijmans’.