Forschungsphase Maßstab 1:10
Gruppenarbeit: Nader Akoum, Kingsley Claudin Jacob und Mara Müller-de Ahna
Forschungsthema: 3D-gedrucktes Lehmgewölbe
Entwicklung aktiver Stützkonstruktionen zur Kontrolle der Schwindung im Lehmbau
Im Rahmen der Untersuchung eines 3D-gedruckten Lehmgewölbes wurde erforscht, wie die Nutzung von Stützkonstruktionen während des Druckprozesses die Möglichkeiten und Grenzen der Lehmbauweise erweitern kann. Solche Stützkonstruktionen bieten die Grundlage für die Realisierung großer Spannweiten, hoher Bögen, aggregierter Bögen und anderer komplexer geometrischer Formen.
In den ersten Experimenten wurde ein statisches Stützsystem verwendet. Dabei zeigten sich jedoch während der Trocknungsphase erhebliche Risse und Brüche im Ton, da das System nicht flexibel genug war, um die natürlichen Bewegungen des Materials auszugleichen. Diese Erkenntnisse führten zu einer zentralen Forschungsfrage: Wie können aktive Stützkonstruktionen entwickelt werden, die die Bewegung des Materials während des Trocknens zulassen und gleichzeitig kontrollieren? Die Ergebnisse dieser Untersuchung zielen darauf ab, die Potenziale des Lehmbauens durch innovative und adaptive Lösungen für die Schwindungsproblematik zu erweitern.
Ein weiterer wichtiger Aspekt war das Verhältnis zwischen der Lehmkonstruktion und der Stützkonstruktion. Ziel war es, den Materialverbrauch für die Unterkonstruktion so gering wie möglich zu halten.
Die Experimente zur Schwindung zeigten, dass exzentrische Bewegungen der Stützkonstruktion besonders geeignet sind, um die natürliche Bewegung des Tons zu unterstützen. Basierend auf diesen Erkenntnissen wurde eine materialsparende Stützkonstruktion im Maßstab 1:10 entwickelt.
Zusätzlich wurde die Form und Füllung der Drucklinien analysiert, um Schwindungseffekte weiter zu minimieren. Gerade Linien ohne Unterbrechung erwiesen sich als Schwachstellen, die zu Rissen führten. Daher wurden verschiedene Rippenfüllungen getestet, um die optimale Struktur für eine Bogenkonstruktion zu finden.
Die Druckversuche im Maßstab 1:10 waren erfolgreich und bildeten die Grundlage für den 1:1-Prototypen VOLTA.