3D-Concrete-Printing ist ein additives Fertigungsverfahren, bei dem betonähnliche Materialschichten automatisch über eine Düse aufgetragen werden – gesteuert durch Robotik oder ein Gantry-System.

1K (einkomponentig) nutzt Zementpulver gemischt mit Wasser, während 2K (zweikomponentig) zusätzlich ein Aktivator-System für sofortige Festsetzung enthält – ideal für präzise und stabile Druckstrukturen.

Essentiell sind ein Mischer, ein Förderpumpensystem, Schläuche, Roboter- oder Gantry-Achse, Druckdüse und Software zum „Slicing“ bzw. Übersetzen von CAD-Daten in Druckprogramme.

Verwendet werden spezielle 3D-Druckmörtel wie Sikacrete®-7100/2701/751/733 – mit feiner Körnung, niedriger Viskosität und ausgeprägtem thixotropem Verhalten.

3D-druckfähiger Mörtel stellt den derzeit am weitesten verbreiteten Ansatz dar. Besonders vorgemischte Trockenmörtel-Lösungen eignen sich hervorragend für unterschiedliche 3D-Drucksysteme und Demonstrationsprojekte – dank ihrer einfachen Handhabung und unkomplizierten Anwendung.

Zusatzmittel wie Beschleuniger, Verzögerer, Farbpigmente, Schwindreduzierer oder Luftporenbildner sorgen für eine definierte Verarbeitbarkeit, ein schnelles Erhärten und die gewünschten Oberflächeneigenschaften.

Gedruckt werden können Möbel, architektonische Elemente, Fassadenteile, Treppen oder sogar komplette Gebäude und Infrastrukturkomponenten. 

Die Technologie des 3D-Drucks von Beton ermöglicht eine deutliche Reduzierung von Arbeits- und Materialkosten. Zudem erlaubt sie die Herstellung komplexer Freiformen, steigert die Produktivität und verringert den Ausschuss.

Die Druckgeschwindigkeiten liegen typischerweise bei einigen Metern pro Minute und können je nach Volumen, verwendetem Material und Elementgeometrie bis zu etwa 1 m/s erreichen.

Ja – durch Vorprüfung und Zusatzmittelauswahl können lokal verfügbare Zuschläge oder Zemente genutzt werden – Transportwege werden minimiert. 

Weniger Materialverbrauch, optimierte Dosierraten und Wegfall von Schalung reduzieren Ressourcenbedarf und CO₂–Bilanz erheblich.

Durch die gezielte Einstellung der Rezeptur von druckbaren Mörteln und Betonen in Kombination mit gut eingestelltem Druckequipment kann eine hohe Oberflächenqualität erzielt werden. Die gedruckten Schichten lassen sich entweder automatisch während des Druckprozesses durch das Aufbringen von Seitenplatten an der Düse oder nachträglich manuell glätten.

Die Erstarrungszeit (Setting Time) beschreibt den Zeitpunkt, an dem das Material zu erhärten beginnt. Dieser Parameter ist entscheidend für die Verarbeitbarkeit und das Aufbringen weiterer Schichten im 3D-Druckprozess.

Zementzusatzmittel sind chemische Stoffe, die im letzten Produktionsschritt der Zementherstellung, der Vermahlung von Zementklinker zu Zement, zugegeben werden. Mit Hilfe von Zementzusatzmitteln wird eine energieeffiziente Mahlung sichergestellt, dazu können spezifische Eigenschaften wie die Festigkeitsentwicklung oder die Verarbeitung des Zementes in Mörtel und gezielt verbessert werden.

Moderne Zementzusatzmittel reduzieren den ökologischen Fußabdruck der Zementhersteller, indem sie geringe Klinkeranteile in den Zementen erlauben und den Energieverbrauch bei der Zementmahlung senken.

Ja, hochwirksame Zusatzmittel können die Festigkeitsentwicklung des Zements verbessern und, bereits in der frühen Hydratationsphase bis hin zu den späten Festigkeiten nach 28 Tagen. 

Mahlhilfen sorgen für eine starke Partikeldispergierung. Dies reduziert die Mühleverweildauer des Zementes in der Mühle und minimiert den Energieaufwand des Mahlprozesses. Eigenschaften des Zementes, wie verbesserte Pulverfließfähigkeit und eine verbesserte Druckfestigkeit durch eine optimierte Korngrößenverteilung sind weitere Benefits der Nutzung von Mahlhilfen. 

Quality Improver geben dem Zement spezifische Eigenschaften mit, wie zum Beispiel gesteigerte Festigkeiten oder verbesserte Verarbeitbarkeit. Dies führt zu einer guten Betonkonsistenz, somit ist keine zusätzliche Wasserzugabe notwendig, Minderfestigkeiten durch zusätzliche Wasserzugabe wird es somit nicht geben. 

Ja, Zementzusatzmittel lassen sich flexibel in vorhandene Produktionsanlagen integrieren und optimieren dabei bestehende Prozesse deutlich. 

Durch den Einsatz von Quality Improvern, wie z.B. dem Festigkeitssteigerer SikaGrind®-519 ist die effiziente Herstellung klinkerarmer und somit CO₂-reduzierter Zemente möglich. Das Produkt ermöglicht es, den Klinkergehalt deutlich zu senken, ohne Qualitätsverluste (z.B. Festigkeit) beim Endprodukt, und trägt dadurch aktiv zu einer nachhaltigeren und klimafreundlicheren Zementproduktion bei.

Ja, die Mahlhilfen der SikaGrind® Serie erfüllen alle relevanten europäischen und nationalen Normen, wie z. B. EN 197 (Zementnorm) und EN 934 (Betonzusatzmittel). Zudem werden sie nach anerkannten Umwelt- und Sicherheitsstandards, gemäß EN ISO 9001, hergestellt und dokumentiert. 

Für den Umgang mit SikaGrind® Produkten sind keine außergewöhnlichen Schutzmaßnahmen erforderlich. Es gelten die üblichen Arbeitsschutzrichtlinien für chemisch-technische Produkte. Die spezifischen Maßnahmen und Hinweise zu Lagerung, Handhabung und Entsorgung sind in den aktuellen Sicherheitsdatenblättern der jeweiligen Produkte genau beschrieben.

Mit speziell entwickelten SikaGrind® Quality Improvern können Zementklinker und Zementklinkerersatzstoffe, wie z.B. Hochofenschlacke, in einem gemeinsamen Vermahlungsprozess energieeffizient hergestellt werden. Durch die dispergierende Wirkung von SikaGrind® auf die frisch gespaltenen Zementpartikel ist der Mahlprozess energieeffizient und der resultierende Kompositzement weist eine gute Pulverfließfähigkeit und Korngrößenverteilung auf. 

Im Beton werden klassischerweise Erhärtungsbeschleuniger zur Verkürzung der Erhärtungszeiten eingesetzt. Damit lassen sich niedrige Temperaturen kompensieren, Temperaturbehandlung reduzieren, Taktzeiten im Fertigteilwerk verkürzen und die Verwendung von klinkerreduzierten Zementen erleichtern.

Bei Erhärtungsbeschleunigern gibt es zwei vorrangige Wirkmechanismen. Zum einen greifen Erhärungsbeschleuniger in den Lösungs-Ausfällungsmechanismus der Zement-Hydratation/-Festigkeitsentwicklung ein. Zum anderen wirken vorgefertigte CSH-Phasen als Startkeime für die Kristallbildung. Darüber hinaus bewirken Erstarrungsbeschleuniger im Spritzbeton eine schlagartige Verfestigung des Betons.

Für die Anwendung im Stahlbeton ist ein Beschleuniger nach DIN EN 934-2 Tabelle 7 zulässig, zum Beispiel SikaRapid®-210, SikaRapid® C-100 und SikaRapid®-900.

Für die Anwendung im Spannbeton ist nur ein Beschleuniger mit Zulassung zulässig, zum Beispiel SikaRapid®-900.

Erhärtungsbeschleuniger können, müssen sich aber nicht, sich auf die Konsistenz und die Konsistenzentwicklung auswirken. Die resultiert aus ihrem Wirkmechanismus und allgemeinen Betontechnologischen Faktoren. Erstarrungsbeschleuniger im Spritzbeton bewirken eine schlagartige Verfestigung des Betons.

Die Wirkung von Beschleunigern wird deutlich vom Zement, dem Wasser-Zement-Wert und der Temperatur beeinflusst. Da auch die üblicherweise verwendeten Betonzusatzmittel wie zum Beispiel Fließmittel die Festigkeitsentwicklung beeinflussen, sind individuelle Eignungsprüfungen unerlässlich.

Der Einsatz von Erhärungsbeschleunigern der SikaRapid-Reihe fördert Frühfestigkeiten bei Verwendung von Zementen mit höherem Klinkerersatz und weniger CO₂ Emission. Aufgrund der vielfältigen Einflüsse auf die Festigkeitsentwicklung müssen die Anforderungen individuell überprüft werden. Hierbei kann der anwendungstechnische Service von Sika unterstützten.

Mit dem Einsatz von Erhärungsbeschleunigern der SikaRapid®-Reihe lässt sich Heiz-Temperatur/-Dauer einsparen. Aufgrund der vielfältigen Einflüsse auf die Festigkeitsentwicklung muss die konkrete Einsparung individuell für den Einzelfall ermittelt werden. Hierbei kann der anwendungstechnische Service von Sika unterstützen.