Self-forming curved moulds

In dieser Arbeit wird ein neuartiges, anpassungsfähiges Low-Tech-Gießverfahren für die Herstellung von doppelt gekrümmten, ungleichmäßigen Betonelementen vorgestellt. Heute gibt es zahlreiche Studien zur Herstellung von Schalungen für das Gießen von Beton in komplexen Formen, und die Techniken werden ständig weiterentwickelt. Allerdings hat die flexible Schalung noch keine breite industrielle Anwendung gefunden. Diese Arbeit gibt einen Überblick über den aktuellen Stand der Technik und geht kurz auf traditionelle Schalungen wie Holz- und Stahlschalungen ein, konzentriert sich aber hauptsächlich auf neuartige Betongießtechniken wie Gewebeschalungen, 3D-Druck, anpassungsfähige Formen sowie subtraktive Schalungen wie CNC-Fräsen und Heißdrahtschneiden.

Ähnlich wie bei den oben genannten Techniken wird in dieser Arbeit eine Betongussmethode vorgestellt, bei der Schaumstoffschalungen verwendet werden, nämlich extrudiertes Polystyrol (XPS). Es wird untersucht, wie XPS verformbar wird, wenn es in eine Lösung aus Aceton und Wasser getaucht wird. Beim Trocknen bleibt die Verformung des XPS erhalten. Dieser einfache, technologiearme Ansatz macht es leichter zugänglich als Betonschalungsmethode und erfordert im Vergleich zum CNC-Fräsen weniger Material.

Die Forschung umfasst qualitative Experimente zu 3 Parametern. Erstens, die Auswirkungen verschiedener Konzentrationen von Acetonlösungen auf XPS. Zweitens die Auswirkung unterschiedlichen Dicken der XPS-Proben auf der Verformbarkeit und drittens die Dauer des Eintauchens der XPS-Proben in Aceton-Wasser-Lösungen.

Die Forschungsarbeiten werden mit der Entwicklung eines Herstellungsverfahrens fortgesetzt, bei dem eine durch die Schwerkraft bedingte, selbstformende XPS-Gußform eingeführt wird. Bei dieser Methode wird ein geometrisches Muster in das extrudierte Polystyrol eingearbeitet, das die Form der Oberfläche und damit die Form der konkreten gegossenen Objekte steuert. Diese Technik wird in einer Reihe von Experimenten getestet und angepasst, die mit einer Fallstudie abgeschlossen werden, in der eine mögliche Anwendung der Methode vorgestellt wird. In der Fallstudie werden 9 Beton-Fassadenfliesen hergestellt.

Aus den Untersuchungen wird geschlossen, dass diese Technik für die Herstellung von doppelt gekrümmten, ungleichmäßigen Betonelementen geeignet ist.