Volltext-Downloads (blau) und Frontdoor-Views (grau)

Weiterentwicklung zirkulärer und automatisierter Bauweisen des modernen Lehmbaus : Beispielhafte Untersuchungen der Stampflehmherstellung und des 3D-Drucks mit Lehm

  • Der einst vorherrschende Baustoff in Deutschland war Lehm. Dieser wurde durch die erste industrielle Revolution weitgehend verdrängt und durch industrialisierte Baustoffe wie Beton ersetzt. Mit der vierten industriellen Revolution und dem steigenden Bewusstsein der Auswirkungen der Ressourcenverschwendung und Abfallproduktion auf die Umwelt, soll der traditionelle Lehmbau durch Digitalisierung und Automatisierung wieder an ökonomischem Aufschwung gewinnen. Bauen mit Lehm bietet die Chance einer systematischen Transformation der Bauindustrie in Richtung Kohlenstoffneutralität. Bisher ist die Bauindustrie für mehr als 30 % der weltweiten Treibhausgasemissionen verantwortlich. Durch die Verwendung regionaler, zirkulärer Materialien, die idealerweise aus der eigenen Baugrube gewonnen werden, könnte sich dies in Zukunft ändern. Lehm kommt in nahezu allen Teilen der Welt flächendeckend und zur Genüge vor und kann mit verschiedenen regional vorhandenen Additiven ergänzt werden. Durch Standardisierung der Produkte und technologischen Fortschritt könnte der Lehmbau in eine Massenproduktion überführt werden und in Zukunft mit dem konventionellen Stahlbetonbau oder Holzbau konkurrieren. Diese Masterarbeit konzentriert sich auf die Modernisierung von Lehmbauweisen in Form von digitalisierten und automatisierten additiven Fertigungsverfahren wie der Stampflehmbau oder das 3D-Drucken mit Lehm für Wandbauteile. Ziel der Masterthesis ist es, einen Bauablauf für eines der genannten additiven Fertigungsverfahren zu entwickeln. Um dieses Ziel zu erreichen, werden die verschiedenen Fertigungsverfahren und Arten nach Stand der Technik miteinander verglichen und sich für das am besten bewertete entschieden. Als praktische Grundlage für die Wahl des Fertigungsverfahren dienen beispielhafte Untersuchungen mit einem Lehm 3D-Drucker. Dabei werden Prüfkörper mit und ohne Additive gedruckt sowie Prüfkörper mit unterschiedlichen Füllgraden erstellt und anschließend im Labor auf ihre Druckfestigkeit geprüft. Die folgende Arbeit zeigt die vielen Potenziale des Lehmbaus als zirkuläre und moderne Bauweise auf und beleuchtet zugleich die Herausforderungen, die es noch zu lösen gilt.
  • Clay once was the predominant building material in Germany. This was largely displaced by the first industrial revolution and replaced by industrialized building materials such as concrete. With the fourth industrial revolution and the growing awareness of the impact of resource waste and waste production on the environment, traditional earthen construction is set to regain economic momentum through digitization and automation. Building with clay offers the opportunity for a systematic transformation of the construction industry towards carbon neutrality. Currently, the construction industry is responsible for more than 30% of global greenhouse gas emissions. This could change in the future by using regional, circular materials that are ideally obtained from the construction site itself. Clay occurs extensively and abundantly in almost all parts of the world and can be supplemented with various regionally available additives. Through product standardization and technological advances, earthen construction could be mass produced and compete with conventional reinforced concrete construction or timber construction in the future. This master thesis focuses on the modernization of earthen buildings in the form of digitized and automated additive manufacturing processes such as rammed earth construction or 3D printing with clay for wall components. The aim of the master thesis is to develop a technical design for one of the mentioned additive manufacturing processes. In order to achieve this goal, the different manufacturing processes and types are compared according to the state of the art. The best evaluated one is chosen. Exemplary investigations using a clay 3D printer serve as a practical basis for the choice of manufacturing process. In the process, test specimens are printed with and without additives, also there are test specimens created with different degrees of filling. The specimens are tested in the laboratory for their compressive strength. The following work shows the many potentials of earthen building as a circular and modern construction method, while also shedding light on the challenges that still need to be solved.

Download full text files

Export metadata

Additional Services

Search Google Scholar

Statistics

frontdoor_oas
Metadaten
Author:Selina Huber
URN:urn:nbn:de:bsz:kon4-opus4-34913
Advisor:Michael Buehler, Alexander Michalski
Document Type:Master's Thesis
Language:German
Year of Publication:2023
Granting Institution:HTWG Konstanz,Bauingenieurwesen (BI)
Date of final exam:2023/04/30
Release Date:2023/05/08
Tag:Moderner Lehmbau; Stampflehmherstellung; Lehm; 3D-Druck; Geotechnik im Hochbau; zirkuläre und automatisierte Bauweisen
Page Number:IV, 131 Seiten
Institutes:Fakultät Bauingenieurwesen
Open Access?:Ja
Licence (German):License LogoCreative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International