In de woestijn van Dubai is in 2017 het eerste op locatie geprinte utiliteitsgebouw ter wereld gerealiseerd: het R&Drone Laboratory (foto 1 ). Het bestaat uit één bouwlaag met een vrije hoogte van 4,0 m.
De gevel is onderverdeeld in 24 losse wandelementen. De wandelementen dragen de uit kanaalplaten samengestelde dakvloer en verzorgen de globale stabiliteit van het gebouw. Boven op de dakvloer zijn 3D-geprinte betonwandelementen geplaatst die de balustrade vormen.
De wandelementen zijn horizontaal en/of verticaal gekromd. Als gevolg hiervan hebben alle elementen een unieke geometrie. Het wandconcept bestaat uit een gekoppelde buiten- en binnenschil met holle ruimte ertussen (fig. 2). De dikte van de schil is gelijk aan de breedte van het printspoor die 40 mm bedraagt. De interne koppelingen functioneren als een verstijver en bieden ondersteuning aan de buitenschil. Ze zijn gerealiseerd met twee volledig verbonden printsporen.
Figuur 2 Horizontale doorsnede wand
Onder meer om aardbevingbelasting op te kunnen nemen, is in elk wandelement een verborgen gewapend betonnen kolom opgenomen. Na het printen van de elementen zijn vanaf de bovenzijde wapeningskorven ingehesen in het middelste deel van de wand, waarna de holte met beton is gevuld (fig. 3).
Aan de bovenzijde zijn de wandelementen voorzien van een met de kolom verbonden horizontale gewapende betonbalk. Dwarskrachtdeuvels in de kop van de balken koppelen de elementen onderling. De balk fungeert tevens als oplegging voor de kanaalplaten.
Het constructief ontwerp van het R&Drone Laboratory is gebaseerd op een combinatie van experimenteel onderzoek en geavanceerde eindige-elementenberekeningen.
De elementen zijn ter plaatse geprint in een tent, met een mobiele printer uit Nederland. De balustrade-elementen zijn on-site naast het gebouw geprint (semi-precast) en vervolgens op het dak gehesen.
Het printen is uitgevoerd door een Nederlands printteam (foto 4). Voordat dit team daadwerkelijk afreisde naar Dubai, zijn verschillende complexe elementen geprint in Nederland om te testen of alles werkte zoals bedacht. Na deze laatste check werd alles naar de locatie getransporteerd.
Foto 4 Printproces
Het beton waarmee de 3D-betonprinter print, heeft andere eigenschappen dan regulier beton. Het geprinte beton moet vrijwel direct in staat zijn bovenliggende lagen te dragen. Voor dit project is het zogenoemde CyBe MORTAR toegepast. De uithardingstijd van dat mengsel is veel korter. Ook is de hydratatietijd sterk gereduceerd. De benodigde sterkte wordt bereikt in 24 uur.
Het tijdsinterval tussen het printen van twee lagen bij het beproeven van het mengsel bedroeg tien seconden. In praktijk was de tijd tussen twee lagen echter twee minuten. Daarom is onderzocht wat de invloed was van het tijdsinterval op de hechtsterkte tussen de printlagen. De invloed bleek nihil.
Dit is een korte versie van het artikel '3D-betonprinten in de woestijn'. Dit is een korte versie van het artikel '3D-betonprinten in de woestijn'.
lees meerMeer informatie over het onderwerp 3D-betonprinten leest u op Cementonline
Reacties