GWW-Totaal 4 - 2020

PLATFORM VOOR GROND-, WEG- EN WATERBOUW 10 Op 17 oktober 2017 werd in het Brabantse Gemert de eerste 3D con - structieve geprinte betonnen brug ter wereld geplaatst. De ontwikke- lingen hebben sindsdien niet stilgestaan. Op 15 januari 2019 openden BAM Infra en Weber Beamix in Eindhoven Europa’s eerste commer - ciële, industriële productielocatie voor het 3D printen van betonnen elementen voor de bouw. Hier zijn inmiddels onder meer taludtrap- pen, bekistingen en diverse straatmeubilair geprint en zijn er vier fietsbruggen in Noord-Holland in voorbereiding. In de printrij staan verschillende projec- ten. Waaronder huizen van het project Milestone en toepassingen binnen lopende projecten van BAM. Ook is gestart met een innovatieve samenwerking met de provincie Noord-Holland om een viertal fietsbruggen te printen. De faciliteit wordt hiermee direct op de proef gesteld. Geprinte objecten vin- den inmiddels ook zijn weg naar meer prak- tische toepassingen, zoals boombakken en een uitstroombak bij het nieuwe NS-station Driebergen-Zeist. Dit als alternatief voor bekistingen voor die bakken. In Amstelveen zijn recentelijk vier grote geprinte taludtrap- pen geplaatst. WAAROM 3D PRINTEN? Volgens de initiatiefnemers wordt door deze manier van werken individuele seriematige productie mogelijk gemaakt met een enorme vergroting van de vrijheid in ontwerpen. Het toverwoord is slimmer bouwen, onder andere parametrisch ontwerpen. Dat is een proces waarbij modellen of ontwerpen automatisch worden gegenereerd op basis van parameters, zoals maten, materiaaldikte of geometrie. Sneller en duurzamer ont- werpen dus. In dit geval is het de printrobot die eindeloos kan variëren op basis van verschillende parameters. “Je kunt bijvoor- beeld alle kolommen van een brug of viaduct een verschillende vorm geven. Er is daarnaast minder beton nodig voor hetzelfde resultaat. De printer legt namelijk alleen beton neer daar waar het nodig is voor de constructieve sterkte van de brug. We halen besparin- gen van 30 tot 40 procent. Maar voor de fietsbruggen die we voor Noord-Holland gaan printen denken we aan materiaalbespa- ringen van 50 tot 60 procent. Ook is er geen bekisting meer nodig, dus is er ook geen afval meer”, aldus Pieter Bakker, projectleider 3D printen bij BAM Infra. Verder verloopt volgens Bakker het gehele proces sneller en neemt de foutmarge af. Tijdens het ontwerpproces kijkt iedereen naar hetzelfde ontwerp. Wijzigingen worden direct digitaal doorgerekend en toegepast. Bakker: “Je drukt aan het einde bij wijze van spreken op ‘Ctrl+P’ en de printer begint di- rect met de productie. Je hebt dan niet meer te maken met talrijke detail- en revisieteke- ningen, die tot fouten kunnen leiden. Voor de bouwplaats is het belangrijkste dat er minder tijd op de bouwplaats nodig is, dus ook minder manuren. Dat betekent sneller, maar ook veiliger werken en de bouw wordt voor jongeren aantrekkelijker door automatise- ring en robotisering. Voordeel is verder dat je minder mensen op de bouwplaats nodig hebt, want in deze tijd van schaarste aan vakmen- sen belangrijk is.” OORSPRONG Naast Saint-GobainWeber Beamix en BAM Infra zijn ook kennispartners Bekaert, Witte- veen+Bos, Technische Universiteit Eindho- ven(TU/e) en VanWijnen bij de projecten betrokken. TU/e nam in 2015 al een beton- printer in gebruik. De eerste van dit type en van deze afmeting in Nederland. Theo Salet (hoogleraar betonstructuren) en toenmalig promovendus RobWolfs waren de drijvende krachten achter deze betonprinter. In 2019 promoveerde Wolfs cum laude op zijn model waarmee het mogelijk werd om betonstructuren te printen van de meest uiteenlopende vormen. Betonprinten is namelijk niet zo eenvoudig als het klinkt. Vers geprint beton is nog slap, met als gevolg dat muurtjes tijdens het printen kunnen uitknik- ken, doorzakken of botweg omvallen. Snel uitharden lijkt daarom een must, maar dat mag ook weer niet te snel gaan, anders hech- ten de geprinte laagjes niet aan elkaar of er ontstaan scheuren. En wat het extra complex maakt, is dat dit samenspel van uitharden, hechten en de toename van de krachten door de toenemende belasting (doordat de constructie tijdens het printen steeds groter wordt), voor elke printbare vorm anders is. RobWolfs wist deze noot te kraken. Toen hij begon was het al lastig om drie laagjes netjes op elkaar te leggen. Nu komen er bruggen uit de betonprinter. Volgens Bakker worden er al sterkteklas - sen gehaald tot C50/60. “Onze eerste brug in Gemert hadden een betonsterkte van C12/15. De taludtrappen in Amstelveen hebben al een betonsterkte van C50/60. Bij de fietsbruggen wordt er tevens een wape - ningsdraad in de verse mortel gelegd. Maar daar kunnen we nog niet mee rekenen. Wel verhoogt deze wapening de constructieve veiligheid. Toch willen we naar de toekomst toe niet koersen op draadwapening. Wel kun je denken aan toevoeging van staal- of Industriële productielocatie voor het 3D printen van betonnen elementen voor de bouw van BAM Infra en Weber Beamix in Eindhoven. Taludtrappen in Amstelveen. 3D betonprinten wordt volwassen