_Gerüste und Schalungen
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.