nieuws

“Betonprinten moet vooral geen gimmick worden”

bouwbreed Premium 1013

“Betonprinten moet vooral geen gimmick worden”

Het printen van vijf betonnen woningen in Eindhoven is nog lang geen gelopen race. Er moeten nog diverse technische problemen worden opgelost. En zo houdt hoogleraar Theo Salet het graag. “Productiewerk kan de markt beter oppikken. Zolang het maar geen gimmick wordt.”

In de eerste plaats is hij natuurlijk onderzoeker. Betonprinten is weliswaar zijn lust en zijn leven, maar Theo Salet waakt ervoor dat de printer van zijn vakgroep aan de TU/e alleen wordt ingezet voor productiewerk. Iedereen wil wel iets van zijn printer en hij moet dus streng zijn.  Voor het maken van nòg een fietsersbrug, voor nòg een woning, voor nòg een follie, moeten ze niet bij hem zijn. Maar als een plan de techniek weer een stap verder brengt, dan gaat zijn hart sneller slaan. Dan zijn ze aan het juiste adres.

Daarom is hij ook blij dat partner Weber Beamix binnenkort een eigen printfabriek start, zoals de firma recent aankondigde. Die kan vast veel meer dan de inmiddels al weer drie jaar oude printer uit het lab van de TU. Salet zal vast wel eens een jaloerse blik werpen op het apparaat van het bedrijf dat vanaf het begin een trouwe partner is in het printpoject. “Maar vroeg of laat maakt onze zijn eigen printer ook wel weer een ingrijpende update. En vergeet niet: de mensen van de faculteit werktuigbouw zitten bij ons om de hoek. Die zijn in staat om bijzondere modificaties te bouwen. Zodat we wapeningsdraden mee kunnen printen of staalvezels toevoegen die we met een magneet proberen te richten, zodat ze verschillende laagjes verbinden. Dat soort dingen zijn wij druk mee.”

Het komende jaar is zijn vakgroep druk met de bouw van de eerste woning uit project van vijf woningen voor plan Bosrijk in de Eindhovense wijk Meerhoven. Ze gaan niet een obscuur demonstratiewoninkje ter gelegenheid van een of andere  bouw-expositie neerzetten, maar een echte woning die aan alle eisen van het bouwbesluit voldoet. Dat vergt nogal wat.

De eerste woning krijg één bouwlaag. Daarna volgen twee- en drie laagse huizen met balkons, uitkragingen, overhellende wanden. Elke volgende woning is weer wat complexer dan zijn voorganger. Nummer één wordt wordt zeker geprint op de printer van Salets vakgroep. En de hoogleraar gaat er vanuit dat hij bij nummer twee en drie ook nog intensief betrokken is.

Elke nieuwe woning wordt weer wat complexer dan de vorige en moet de techniek verder brengen

Daarna staat nog veel open. De hoop is de laatsten op locatie te printen. Dat gaat lastig met de xyz printer van de TU/e die je niet zo gauw naar de bouwplaats haalt.  Een printrobot ligt dan meer voor de hand. Maar de ontwikkelingen in het betonprinten gaan zo stormachtig, dat Salet niet te ver vooruit wil blikken en lange termijn voorspellingen durft te doen. “De mortel die we nu toepassen is drie keer zo sterk als die waarmee we vorig jaar de fietsbrug bij Gemert printten. Dat zegt volgens mij genoeg hoe snel de ontwikkelingen gaan.”

In Bosrijk verschijnen komende jaren vijf betongeprinte woningen

De dakvloer van de eerste woning naar ontwerp van Houben Van Mierlo Architecten worden bijvoorbeeld niet geprint. “Om de doodeenvoudige reden dat het nu niet veel toevoegt,”  aldus Salet. “We hebben al wel vloeren geprint en weten dat we het kunnen, maar concentreren ons nu op crucialere onderdelen die ook meer bijdragen aan de architectonische expressie van de nieuwe bouwtechniek.” Maar hij sluit niet uit dat bij een volgende project de vloeren wel geprint worden. Of dat de kozijnen worden meegeprint.  Bij de eerste woning worden standaard kozijnen toegepast, die slim worden weggewerkt in de spouw.

 

3D printer

De betonprinter van de TU Eindhoven werkt niet meteen robot maar met een printkop die langs een XYZ frame beweegt

Eén van de belangrijkste problemen die de onderzoeksgroep van Salet samen met partners van Wijnen en mortelleverancier Weber Beamix en Witteveen+Bos moeten oplossen is de vulling van de sandwich-elementen.  Binnen- en buitenspouwblad van de wanden worden namelijk niet verbonden met meegeprinte verstijvingsschotten zoals nu vaak gebeurt. Die schotten vormen namelijk een  koudebrug die het lastig maakt om aan de laatste isolatie-eisen uit het Bouwbesluit te voldoen. Maar vervelender is wat betreft Salet nog dat printconstructies in de praktijk vaak scheuren op de aansluitingen door de onvermijdelijke thermische spanningen die ontstaan tussen de spouw en daarbuiten.

Hoogleraar Theo Salet

De wanden van binnen- en buitenblad worden dus niet verbonden met zigzag wandjes maar door een goed hechtend kernmateriaal waardoor een sterke en stijve sandwich ontstaat. Welk materiaal dat precies wordt weet Salet nog niet precies. Er zijn experimenten uitgevoerd met kunststoffen als pur en eps. Maar die krimpten te sterk na het uitharden waardoor er uiteindelijk toch geen goede hechting ontstond. Hij is er niet heel rouwig om want hij wil het liefst een duurzaam biobased materiaal toepassen. Net zoals hij op termijn een mortel wil zonder cement. Hij experimenteert nog met korrels van groen eps die warm worden ingeblazen in de spouw, maar onderzoekt ook de mogelijkheden van ultralicht beton. Dat laatste heeft nog als nadeel dat het nog betrekkelijk makkelijk warmte geleidt, waardoor de wanden dus dikker moeten worden om aan de vereiste isolatiewaarde te komen.  Het is één van de dingen die komend jaar uitgezocht moet worden. Geen detail, maar een vrij cruciaal onderdeel van het hele project.

Traditionele kozijnen worden weggewerkt in de spouw

De eerste woning krijgt dus traditionele kozijnen. Die worden slim weggewerkt in de  spouw. Salet: “we printen geen rechte wanden, maar hoek-elementen. Die zijn van zichzelf al sterker en stijver. Door ze een stukje uit elkaar te plaatsen ontstaat er ruimte voor ramen, deuren en kozijnen. De elementen worden daarvoor aan de zijkant waarschijnlijk kort na het printen open gefreesd. Hoewel Salet ook niet uitsluit dat de printer met een dubbele kop wordt uitgerust die synchroon binnen- en buitenblad neerzet, zonder dat die op de kopse kanten verbonden zijn.

Een wapeningsdraad wordt meegeprint

Zo zijn er nog legio problemen die opgelost zullen worden. Alles moet natuurlijk ook nog getest worden om aan te tonen dat het veilig is te gebruiken voor de bewoners. De elementen die weer volgens een nieuwe techniek van de printer rollen moeten uitentreure in de druk- en testbanken van de TU worden beproefd. ‘Design by testing’ noemt Salet het. Gelukkig biedt het Bouwbesluit die ontsnappingsmogelijkheid. Naast dat dichtgetimmerde stelsel van bouwregels waarbij alles is vastgelegd in certificeringstrajecten.

Bewoners moeten er zo snel mogelijk in om gebruikservaring op te doen

Salet gaat er niettemin vanuit dat de 95 m2 grote driekamerwoning over een jaar opgeleverd wordt. En hij hoopt ook dat er dan al meteen bewoners in gaan, hoewel investeerder Vesteda de eerst nog een tijdje open wil stellen voor geïnteresseerden. Salet wil juist zo snel mogelijk praktijkervaring opdoen. Weten hoe het nou echt is om in zo’n woning te leven. “Want het moet geen gimmick worden. Ik wil werken aan een breed inzetbare techniek, die grote vormvrijheid en keuzemogelijkheden biedt en tegelijk heel duurzaam is, onder andere omdat er weinig afval ontstaat tijdens de bouw.”

Hoe rond en organisch van vorm de wanden van de Fred Flintstone achtige woningen ook worden: aan de binnenkant zullen ze vooral recht zijn. Dat vergroot de bruikbaarheid, iets wat belangrijk is voor opdrachtgever Vesteda. Er is dus ook een plekje voor de antieke kast van oma. De wand van de douche wordt wel bewust rond geprint, want dat voorkomt lastige hoeken waar zich vuil ophoopt. De karakteristieke laagjes beton van het printen worden daar weggepoetst zodat een glad oppervlak ontstaat. Misschien door een plamuurmes mee te laten lopen met de printkop, misschien door later een stucadoor te laten langskomen.

Eén woning printen in een week

Het printen van een hoekelement kost ongeveer een dag. Dus het printen van de complete woning vergt ongeveer een week. “Maar voordat we zover zijn, moet er dus nog heel veel gebeuren. We hebben de tijd hard nodig. Ik was dolblij dat de gemeente Eindhoven meer tijd nodig had om grond en een investeerder te vinden dan toen we dachten tijdens de lancering op de Dutch Designweek van bijna twee jaar terug. Die tijd hebben we echt nodig gehad. Net zo goed als we komend jaar ook nog elke dag nodig hebben voor onderzoek en ontwikkeling.”

 

 

 

 


Partners:

De volgende bedrijven en instellingen zijn betrokken bij het printen van de vijf woningen in Eindhoven.

Witteveen + Bos

Weber Beamix (Saint Gobain)

Van Wijnen

Houben van Mierlo Architecten

Gemeente Eindhoven

TU Eindhoven

Reageer op dit artikel