Ny lovende CO2-reduceret beton til mobil 3D-printer
Et samarbejde mellem startup-virksomheden ERLEtek og Teknologisk Institut har resulteret i optimerede betonrecepter til mobil 3D-print af betonkonstruktioner i terræn, som f.eks. oversvømmelses- og kystsikring.
I et tæt samarbejde med ERLEtek, som udspringer fra DTU, har Teknologisk Institut været ansvarlig for at udvikle og optimere nye betonrecepter til ERLEteks mobile 3D-betonprinter, som er designet til at kunne flyttes og idriftsættes direkte i terræn. Fokus har været på at teste og videreudvikle betonblandinger, der sænker CO2-aftrykket væsentligt uden at gå på kompromis med printkvalitet og styrke.
Særligt cementproduktionen står for en betydelig del af bygge- og anlægssektorens CO2-udledning. I samarbejdet mellem ERLEtek og Teknologisk Institut er der udviklet betonrecepter, hvor op til 70 % af den traditionelle Portlandcement erstattes af alternative materialer som finmalet kalk og kalcineret ler.
De første resultater med de nye blandinger er lovende.
- Vi ser et rigtig lovende potentiale for at sænke cementindholdet markant og samtidig bevare de mekaniske egenskaber. De testede elementer i laboratoriet udviser en trykstyrke, der matcher den, man ser for traditionel konstruktionsbeton, siger Jennifer Anette Canul Polanco, ph.d. og betonspecialist på Teknologisk Institut, der har været med til at udvikle og teste de nye blanderecepter.
Printerrobot på larvefødder
ERLEtek teknologi adskiller sig fra klassiske 3D-betonprintere, hvor der typisk bruges faste robotarme eller store portalkraner. I stedet kører printerrobotten på larvefødder og er dermed meget mobil. Det gør teknologien velegnet til at lave betonprint i terræn. Samtidig kombinerer betonprinteren en særlig vibrations- og komprimeringsteknik, der gør det muligt at anvende grovere materialer.
- Vi har opnået at udvikle og 3D-printe betonblandinger, som kan håndtere stenstørrelser op til 25 mm, og vi har indarbejdet både stål- og plastfibre i blandingen, som problemfrit kan printes sammen med betonen uden tilstopning eller udfordringer i processen, siger Jennifer Anette Canul Polanco og fortsætter:
- Vi har undersøgt muligheden for at 3D-printe med fibre, fordi det ikke er praktisk muligt at bruge traditionel armering i 3D-printet beton. Ved at tilsætte plast- og stålfibre til blandingen kan vi give betonen den nødvendige trækstyrke og revnebegrænsning, som normalt opnås med almindelig armering.
Forsøg med cementfri beton baseret på lerjord
I samarbejdet er der også gennemført forsøg med cementfri blandinger baseret på lerjord og alternative bindere.
– Perspektiverne for lav-CO₂ og lokalt produceret lerjord til 3D-print er lovende, særligt til nicheanvendelser, såsom kystsikring, men kræver stadig mere udvikling for at optimere flow og vedhæftning samt undersøgelse på holdbarhed og slidstyrken, siger Jennifer Anette Canul Polanco.
Nye materialer og teknologier skal spille sammen
Bag ERLETtek står bl.a. Pablo Alberdi Pagola. Interessen for at optimere arbejdet med betonkonstruktioner stammer fra hans erfaring som byggeleder gennem flere år på byggepladser i Spanien og siden en ph.d. fra DTU.
- Byggebranchen står foran et teknologisk skifte, hvor robotteknologi og AI kan være med til at afhjælpe mangel på arbejdskraft og forbedre arbejdsmiljøet på byggepladserne. Vores mål i ERLEtek er at integrere autonome maskiner i de eksisterende arbejdsgange på byggepladsen og på sigt lade ”flåder” af robotter arbejde sammen for at hæve produktiviteten, siger Pablo Alberdi Pagola og afslutter:
- Samarbejdet med Teknologisk Institut gør det muligt for os at udvikle teknologi, der fungerer med næste generation af mere bæredygtige byggematerialer. Ved at tilpasse vores printere til nye materialer, sikrer vi, at teknologien ikke bliver en flaskehals i den bæredygtige omstilling, som byggeriet har akut behov for.
