Research and Development for 3D printed concrete towers of wind turbines (Extruded Tower Tube)

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Andreas Garg
• Subject Area: Accounting and Finance ; Structural Engineering, Building Informatics and Construction Operation
• Term: from 2018 to 2020
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 418378581

Ein völlig neuer Ansatz zum Bau des Betonturms von WEA könnte der schalungsfreie 3D-Druck von Betonstrukturen sein. Beton ist ein frei formbarer und zugleich kosten-günstiger Werkstoff, der seine Tragfähigkeit erst mit der Erhärtung gewinnt. Beton kann hohe Druckspannungen aufnehmen, dagegen aber nur geringe Zugspannungen. Mit einer Vorspannung der Betonstruktur könnte man die im Betrieb auftretenden Zug-spannungen im Turm überdrücken, sodass auch keine Bewehrungseinlagen in Form von Stabstahl notwendig wären. Ein 3D-Druck des Turmbauwerks mit Beton, ggf. mit Zusatz von Faserbewehrung, könnte enorme Vorteile hinsichtlich der Nachhaltigkeit der WEA bringen und somit den Ausbau der erneuerbaren Energien auch weltweit vorantreiben.Einige Forschungsvorhaben aus dem In- und Ausland beschäftigen sich aktuell mit der Entwicklung von Verfahren des schalungsfreien Druckens mit Beton, zielen jedoch vorwiegend auf den gewöhnlichen Hausbau ab. Im Turmbau könnte der 3D-Druck neue Möglichkeiten der Gestaltung und eine enorme Steigerung der Effizienz herbei-führen. Losgelöst von baupraktischen Randbedingungen und standardisierten Lösun-gen wären neuartige, am Lastfluss orientierte und dem Standort angepasste individu-elle Turmtragwerke möglich, die sowohl sozio-kulturelle als auch ökologische und ökonomische Aspekte aufgreifen und diese deutlich verbessern. So ließen sich bspw. die Ästhetik der Turmbauwerke erhöhen, der Materialeinsatz für den Bau der WEA verrin-gern, Schwerlasttransporte von Betonfertigteilen über die Straßen vermeiden, die Dau-erhaftigkeit mit einem fugenlos gedruckten Bauwerk deutlich erhöhen und damit die Lebensdauer der Anlagen bedeutend verlängern.

• DFG Programme: Research Grants