Freiformschalungen

Bei architektonisch besonders anspruchsvollen Bauwerken können aufgrund der geometrischen Komplexität nur bedingt Standardschalsysteme eingesetzt werden. Derartige Anforderungen lassen sich mit Freiformschalungen realisieren. Vor Ort lassen sie sich aus statisch tragenden Grundelementen und vorfabrizierten 3-D-Schalungskörpern zusammensetzen. Im Moment noch in erster Linie bei Fertigteilen zum Einsatz kommen Schalungselemente, die im 3-D-Druck-Verfahren hergestellt sind.

Gallerie

Für konventionell erstellte Freiformschalungen wird auf Basis eines dreidimensionalen Bauwerkmodells das Schalungskonzept erarbeitet. Die 3-D-Schalungskörper, die dem Beton die Form geben, werden computerunterstützt geplant, vorgefertigt und auf Grundelemente – den sogenannten Gitterrosten – montiert. Auf der Baustelle werden die Einzelelemente zusammengefügt und mithilfe von Einmesspunkten, Hilfsachsen und Aufstelllehren positioniert.

Die Form kann zum Beispiel aus einzelnen, speziell zugeschnittenen Holzspanten erzeugt werden, oder sie wird aus einem Holz- oder Kunststoffkörper herausgefräst. Besondere Anforderungen für die Planung und Ausführung ergeben sich bei 3-D-Freiformflächen in Kombination mit Sichtbeton. Für derartige Aufgaben wird beispielsweise formgefräster EPS-Hartschaum eingesetzt und mit einer speziellen Beschichtung ausgestattet. Auf diese Weise lassen sich glatte, nicht saugende Schalungshautoberflächen herstellen.

Formgebende Schalungselemente können auch mithilfe von 3-D-Druckverfahren aus Sand hergestellt werden, der selektiv mit Bindemitteln verfestigt wird (Powder-Binder-Jetting). Eingesetzt werden sie im Moment vor allem in der Vorfertigung, bei mehrfach gekrümmten Flächen und / oder extremen Reliefformen, bei denen eine konventionelle Schalungslösung handwerklich sehr aufwendig wäre. Auf der Baustelle sind sie mit herkömmlichen Schalungssystemen kombinierbar.

Im Extrusionsverfahren hergestellte 3-D-gedruckte Betonbauteile sind oft als verlorene Schalungen konzipiert: In die formgebende Hülle wird dann Ortbeton eingefüllt. Eine Möglichkeit, die bisher fast nur im Rahmen von Forschungsprojekten genutzt wird, ist die Produktion von dünnwandiger Schalung mithilfe des Filament-3-D-Drucks (Fused Deposition Modeling bzw. Fused Filament Fabrication).

Je geometrisch komplexer die erstellten Schalungen sind, desto fließfähiger und gleichzeitig druckfester müssen die Betone sein, die zum Einsatz kommen. Bei statisch relevanten Bauteilen wird in diesem Zusammenhang oft auf spezielle Hochleistungsbetone zurückgegriffen.

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