Een brug uit de 3D-printer van Zaha Hadid

Voor de Architectuurbiënnale van 2021 in Venetië hebben de onderzoeksafdeling van Zaha Hadid Architects ZHACODE en de Block Research Group van de ETH Zürich een recyclebare brug uit de 3D-printer ontwikkeld. Een constructie die werkt zonder mortel en betonstaal. De constructie staat nu op de shortlist van de „AJ100 Awards 2022“ in de nieuwe categorie „Innovatie van het Jaar“.

Venetië staat bekend om zijn bruggen. De lagunestad kreeg voor de laatste Architectuur Biënnale een betonnen boogbrug uit een 3D-printer. Het project werd ontwikkeld door de onderzoeksafdeling van Zaha Hadid Architects ZHACODE samen met de Block Research Group (BRG) aan de ETH Zürich. Beide instellingen toonden aan dat 3D-printen kan worden gebruikt om dragende betonconstructies te bouwen waarvoor minder materiaal nodig is – en geen wapeningsstaal of mortel. Dit minimaliseert de impact op het milieu tijdens de bouw. Dit systeem gebruikt slechts 30 procent van het cementvolume en slechts tien procent van de hoeveelheid staal die nodig is in vergelijking met een conventionele vlakke plaat van gewapend beton.

De brug van 12 bij 16 meter uit de 3D-printer demonstreert ook het bouwpotentieel van de technologie voor betonconstructies. Door zijn geometrische vorm is de brug extreem stabiel: de structuur bestaat uit individueel vervaardigde betonblokken. Net als bij oude stenen bruggen vormen deze bogen. De krachten werken dus op de steunen die in de grond zijn geschoord. Deze bouwstenen stabiliseren zichzelf door de geometrie van de constructie zelf – een principe dat al bekend was bij de oude Romeinen.

Het type 3D-printen van beton dat de experts samen met het bedrijf Incremental3D uit Innsbruck hebben ontwikkeld, is innovatief: Het beton wordt niet horizontaal aangebracht zoals gebruikelijk, maar onder zeer specifieke hoeken zodat ze precies loodrecht op de drukkrachten staan. Een dergelijk proces stabiliseert ook de tot 500 afzonderlijke druklagen binnenin de bouwstenen. Hun gestreepte structuur gaf de brug overigens zijn naam „Striatus“ (Latijn voor gegroefd, geribbeld, gestreept). Voor de brug werd een tweecomponenten (2K) betoninkt van de 3D-printer gebruikt om ongelijke en niet-parallelle lagen te printen. Holcim ontwikkelde het speciale beton voor de 3D-printer speciaal voor dit doel.

De afzonderlijke onderdelen van de brug uit de 3D-printer werden in het laboratorium gevormd en voorbereid en vervolgens ter plekke zonder mortel in elkaar gezet. Dit betekent dat de structuur op elk moment kan worden gedemonteerd en op een andere locatie kan worden herbouwd of gerecycled. Alle materialen zijn gelegd in een droge bouwmethode zonder bindmiddelen en kunnen dus steeds weer gescheiden en hergebruikt worden. „Met deze precieze vorm van 3D-printen van beton kunnen we de principes van traditionele gewelfbouw combineren met digitale betonbouw en alleen materiaal gebruiken waar het structureel nodig is, legt ETH Professor Philippe Block, Co-Director van de Block Research Group, uit. De „Striatus“-brug kwam op de shortlist van de „AJ100 Awards 2022“ in de nieuw geïntroduceerde categorie „Innovatie van het Jaar“ (technologische innovatie/inspirerende probleemoplossingen). De winnaars worden bekendgemaakt tijdens het AJ100 Gala Dinner op 22 juni.