Risserkennung in 3D-gedruckten Gebäuden durch Graphenoxid möglich
Ingenieurstudenten der öffentlichen Forschungsuniversität Royal Melbourne Institute of Technology (RMIT) im australischen Bundesstaat Victoria haben Ansätze entwickelt, einen leitfähigen und stabileren Beton für den 3D-Druck von Gebäuden herzustellen. Innerhalb ihrer Studie untersuchten die Wissenschaftler, wie sich die Beimischung von Graphenoxid zum Beton auf seine Druckfähigkeit in der additiven Fertigung auswirkt. Die von den Wissenschaftlern durchgeführte Studie ist die erste ihrer Art und verdeutlicht das Potenzial des Beton-3D-Drucks im Bausektor.
Die Studie der australischen Wissenschaftler des RMIT, dessen vorläufiger Charakter zu betonen ist, erschien vor Kurzem in der Fachzeitschrift „Additive Manufacturing Letter“. Darin führten sie ihre Beobachtung aus, dass die elektrische Leitfähigkeit von Beton in der additiven Fertigung durch die Beimischung von Graphenoxid zum Zement verbessert wird. Bei Graphenoxid handelt es sich dabei um ein Nanomaterial, das des Öfteren in elektronischen Geräten und Batterien eingesetzt wird. Die Ergebnisse ihrer Untersuchungen eröffnen laut des Forschungsleiters und RMIT Associate Professor Jonathan Tran Möglichkeiten für die Entwicklung „intelligenter“ Wände, die in Zukunft wie Sensoren kleine Risse in Gebäudewänden frühstmöglich identifizieren und überwachen könnten. Graphenoxid als Bestandteil in der Betonmischung ermögliche nämlich einen elektrischen Schaltkreis in Betonstrukturen, durch welchen verschiedenste Umweltbegebenheiten, wie etwa Temperaturänderungen, erkannt werden könnten.
3D-gedruckter Beton mit beigemischtem Graphenoxid (Bild: Jonathan Tran)
Weitere Vorteile des Graphenoxids für den Beton-3D-Druck
Der Forschungsleiter und RMIT Associate Professor Tran erkennt den 3D-Druck im Bausektor gegenüber der herkömmlichen Produktionsweise als eine vorteilhafte Alternative an, die sich als nachhaltiger und kostenreduzierender erweise. Wie Tran erläutert, müssen bei der traditionellen Herstellung von Betonstrukturen nämlich zunächst Formen produziert werden. Durch den 3D-Druck lasse sich die Herstellungszeit von Betonstrukturen verkürzen, die Kosten senken und der Arbeitsaufwand und Abfall senken. Darüber hinaus lassen sich insbesondere komplexere Formen fertigen. Hieraus folgt der Anreiz für das Forschungsteam, den 3D-Druck zu optimieren. Über die elektrische Leitfähigkeit des Betons hinaus erläutert Tran vom RMIT weitere Vorteile, die die Beimischung von Graphenoxid für den 3D-Druck in der Baubranche mit sich bringt. So lasse sich etwa das Material durch den Bestandteil des Graphenoxids im Beton leichter extrudieren. Hierdurch würde die Verbindung zwischen den einzelnen Zementschichten beim Bau optimiert, was oftmals durch die Tatsache der Schichtung beim Beton-3D-Druck in Form von schwächeren Bindungen zwischen den Schichten ein Problem darstellen könnte. Durch Graphenoxid könne folglich die Festigkeit des 3D-gedruckten Betons erhöht werden, genauer um bis zu 10%. Der leitende Forscher und RMIT-Doktorand Junli Liu betonte außerdem, dass die Festigkeit des Betons von dem jeweiligen Anteil des Graphenoxids in der Zementmischung abhänge. Beim Hinzufügen einer zu hohen Menge des Oxids laufe man nämlich Gefahr, die Festigkeit und damit die Handhabbarkeit der Mischung negativ zu beeinflussen. Zudem könnte der Betonbau eine verkürzte Lebzeit davontragen.
RMIT-Ingenieurstudenten Hoang Khieu, Wen Si, Thanh Ha Nguyen, Junli Liu and Shuai Li (Bild: Jonathan Tran)
Tran verdeutlicht trotz all der positiven Schlussfolgerungen aus den Untersuchungen, dass weiter an den Eigenschaften des mit Graphenoxids versetzten Betons geforscht werden muss. Ziel ist es, weiter zu untersuchen, ob die neu entwickelte Zementmischung hinsichtlich ihrer Festigkeit tatsächlich eine Verbesserung im Vergleich zum herkömmlichen Beton darstellt. Das nächste Vorhaben der Forscher wird jedoch zunächst die Erforschung der elektrischen Leifähigkeit des Graphenoxids in der Betonmischung sein, mit der dem Beton-3D-Druck bezüglich der Festigkeit, Haltbarkeit und Bedruckbarkeit in der Baubranche neue Türen geöffnet würden.
Für mehr Informationen, klicken Sie HIER. Was halten Sie von der Studie zum Graphenoxid im Beton für den 3D-Druck in der Baubranche? Lassen Sie uns dazu einen Kommentar da, oder teilen Sie es uns auf Facebook oder LinkedIN mit. Möchten Sie außerdem eine Zusammenfassung der wichtigsten Neuigkeiten im 3D-Druck und der Additiven Fertigung direkt und bequem in Ihr Postfach erhalten? Dann registrieren Sie sich jetzt für unseren wöchentlichen Newsletter.
*Titelbildnachweis: RMIT University (Jonathan Tran)
