Wereldprimeur in Kamp C: een 3D-geprinte woning in beton

3D-printen is geen volslagen nieuw idee voor de bouwsector, maar in België is deze techniek nog tamelijk onbekend. Het team van Kamp C werkt met steile ambities aan deze methode, en het loopt vooral hoog op met de duurzame en energiezuinige eigenschappen ervan. Het huis dat op de site van Kamp C in Westerlo werd opgetrokken, is een test op ware grootte om deze techniek te introduceren en te perfectioneren. De realisatie is een wereldprimeur: de woning werd immers ter plaatse opgetrokken, in één stuk, met behulp van een vaste printer. Het resultaat is een woning die in recordtijd werd gebouwd, volledig uitgerust en perfect conform alle verwachtingen op structureel, stedenbouwkundig en energetisch vlak. Een schoolvoorbeeld om Vlaamse, en uiteindelijk Belgische, ondernemers te verleiden en aan te moedigen deze innoverende techniek in praktijk te brengen. 

Een betonnen muur, opgetrokken zonder bekisting en 3 keer steviger

Het technologisch onderzoek werd toegespitst op de printtechniek en op de printer zelf, maar ook op het te gebruiken type beton. De grootste bijzonderheid van deze techniek is namelijk de afwezigheid van bekisting om de muren op te richten. Vandaar dat een specifieke mortel absoluut noodzakelijk is. De werkbaarheid van het mengsel moet aangepast zijn aan de doorstroming van het beton door de printkop. Verder is een snelle verharding noodzakelijk om te beletten dat de structuur zou inzakken en om verticale constructies continu te kunnen storten. En tot slot mag het beton niet krimpen bij een te snelle droging.

Voor de dragende muren tekent de printer een ‘traliewerkpatroon’ om het draagvermogen te verhogen en niettemin de massa te beperken. Zo verkrijgt men dragende structuren die drie keer steviger zijn dan met traditioneel betonmetselwerk, hoewel de constructie zélf lichter is. Het gebruikte beton wordt verrijkt met vezels die ook instaan voor meer robuustheid en die het risico van scheurvorming tijdens de verhardingsfase beperken. Voor deze 3D-printtechniek in beton is geen enkele structurele wapening versterking vereist, behalve voor de openingen in de gevel. Hiervoor worden manueel de vereiste versterkingen aangebracht, bijvoorbeeld stalen profielen of flexibele Murfor® wapening voor de gekromde wanden.

Vele voordelen

 Het team van Kamp C twijfelt er niet aan: 3D-printen heeft alleen maar voordelen. Het Provinciaal Centrum voor Duurzaamheid en Innovatie in de Bouw schetst zijn troeven inzake energie- en middelenbesparing. Bekisting is overbodig, wat al een enorme besparing oplevert in tijd, arbeidsuren, materialen en afval. Ook het werfgerelateerde transport wordt drastisch teruggeschroefd. Een ander voordeel: de gebouwen zijn lichter (vermits ze minder materiaal gebruiken voor eenzelfde structurele capaciteit) zodat ook de funderingen fors afgeslankt mogen worden.

Ook problemen door het zwakkere draagvermogen van bepaalde terreinen zijn grotendeels of zelfs volledig opgelost. Kamp C onderstreept ook de nauwkeurigheid van uitvoering die deze techniek biedt. Tot slot zijn de creatiemogelijkheden nagenoeg onbeperkt, dankzij het parametrische concept. Voortaan kan men bijvoorbeeld even vlot en snel 30 kolommen met variabele vormgeving realiseren als 30 identieke kolommen. 

Een degelijke techniek die nog verder geperfectioneerd kan worden

Met deze test op ware grootte heeft het team van Kamp C bewezen dat de 3D-printtechniek op punt staat. Na deze inspirerende ervaring werkt het team nu voort aan de perfectionering van de methode. 3D-printen eist – zoals reeds aangehaald – een bijzondere samenstelling van het betonmengsel. Er wordt nu onderzocht hoe de treksterkte van dit betontype verbeterd kan worden. Wat de afmetingen aangaat, wordt de realisatie van grotere bruikbare vloeroppervlakken overwogen, door de printer te verplaatsen of door afzonderlijke onderdelen te assembleren. Er wordt ook al gedacht aan gebouwen met meerdere verdiepingen, zoals reeds het geval is in Duitsland. Op gebied van software loopt onderzoek om de communicatie tussen de modelleringsen de printerprogramma’s te verbeteren. Kamp C gelooft ook dat de kostprijs van de techniek na verloop van tijd zal dalen, zoals het geval was bij andere innovaties.

Samen naar een duurzame visie op de bouwsector

De testwoning in Westerlo maakt deel uit van het Europese C3PO-project (Cocreatie: 3D-Printen met Ondernemingen). Het C3PO-project wil in samenwerking met Kamp C in Vlaanderen, en met name in de provincie Antwerpen, promotie voeren voor het bouwen met behulp van 3D-printen. Met extra financiële steun van Europa werd bijna 1,6 miljoen euro geïnvesteerd in het project en in de aanschaf van de printer. Op dit moment zit het gebruik van 3D-printen in de constructiesector overal ter wereld duidelijk in de lift. Kamp C en het C3PO-project werken zij aan zij om de Vlaamse ondernemingen warm te maken voor deze revolutie in de bouwsector. Een nieuwe en duurzame kijk op de sector is daarbij de doelstelling.