__MAIN_TEXT__
feature-image

Page 21

DYNAMO

65

06

21

D T U

21

7%

af den totale menneskeskabte CO2-udledning globalt anslåes at komme fra produktionen af cement. KILDE: DET INTERNATIONALE ENERGIAGENTUR (IEA)

CO2-synder i beton. Ifølge Det Internationale Energiagentur (IEA) anslås den globale cementproduktion til at være årsag til 7 pct. af den totale menneskeskabte CO2-udledning. Så en cementfri beton er særdeles interessant i en tid, hvor der skal skrues og drejes på alle de knapper, vi kan finde, for at sænke CO2-udslippet.

Ph.d.-studerende Julian Christ (tv.) og lektor Holger Koss udforsker både 3D-beton­ printteknologien og materialesiden for at kunne printe biomorfe strukturer.

i stort set alle retninger med beton. De kan printe buer og større udhæng, og de er i gang med at patentere en ny opskrift på beton. En cementfri beton. ”Vi har udviklet og afprøvet en betontype, hvor vi helt udelader cement. Vi har erstattet cement med biopolymerer, dvs. organiske stoffer, der er biologisk nedbrydeligt materiale,” siger Holger Koss. Hører man til det flertal i befolkningen, der ikke lige vandrer rundt med opskriften på beton i baghovedet, så er det vigtigste i denne forbindelse at huske, at cement består af kalk og ler og kan udgøre op til 20 pct. af beton, og at det er cementen, som er den største

Optimeret design på et shelter Men hvad fik de to forskere hertil? Holger Koss forklarer: ”Jeg forsker i vindens påvirkning af bygningskonstruktioner og oprettede derfor et kandidatprojekt, hvor Julian skulle udvikle den optimale struktur til et shelter til Grønland, som var så stærkt, at det kunne modstå de barske vindforhold der, samtidig med at der blev brugt så få materialer som muligt. Samtidig havde vi et ønske om at udnytte eller genanvende materialer, der findes lokalt.” Shelteret var en kuppelformet struktur ligesom de telte, festivalgæster bruger på teltpladserne. I en vindtunnel kunne forskerne måle, hvordan hård blæst belaster shelteret, og ud fra denne viden begyndte Julian Christ at optimere strukturen. Metoden, han benyttede, var stokastisk topologioptimering, der lidt forenklet forklaret handler om at regne ud, hvor man skal placere materialet i en konstruktion ud fra ønsket om at bruge så lidt materiale som muligt, uden at det går ud over konstruktionens styrke. I den stokastiske topologi­ optimering tog Julian Christ højde for de varierende belastninger, som vinden påfører shelterstrukturen. Efter topologioptimeringen stod forskerne med et kuppelformet shelter, hvor de bærende strukturer forgrenede sig rundt i halvkuglen uden nogen lige linjer eller rette vinkler. ”Vi fik en meget organisk og biomorf struktur ud af optimeringen. Det ligner

noget, som naturen selv ville have lavet,” siger Julian Christ. Kan det 3D-printes? Da beton mest består af sten og sand, som findes i rigelige mængder på Grønland, ville det give mening at opføre shelteret i beton. Men som de bygnings- og konstruktionsingeniører, Holger og Julian er, gennemskuede de med det samme, at denne biomorfe struktur ville blive meget udfordrende at støbe i beton. Bare at producere formene til støbningen ville blive alt for dyrt. At støbe hele kuplen uden forme og fjerne al den unødvendige beton bagefter ville skabe et unødvendigt stort materialespild. ”Så vi spurgte os selv: Kan vi 3D-­ printe det?” fortæller Holger Koss. Indlysende løsning. Men en stor udfordring. For det kræver både en beton og en printteknologi, der tillader mere rumlig frihed, end den konventionelle printteknologi med beton tillader i dag. Betonmaterialet er for flydende og hærder for langsomt til, at man kan printe i andre retninger end vertikalt. Julian og Holger har brug for at kunne printe i flere retninger og med buer og udhæng også. I 2019 blev Julian Christ ansat som ph.d.-forsker på DTU Byg med støtte fra Villum Experiment-programmet, som støtter radikale forskningsidéer, og han kunne fortsætte arbejdet med at finde en løsning. I sit ph.d.-projekt skal han finde og afprøve nye ingredienser, som kan udvindes lokalt på Grønland, og som kan erstatte cementen. Dels for at give betonen de egenskaber, der gør det muligt at printe shelteret, og dels for at finde en mere bæredygtig løsning, hvor man kan udelade cement. ”Mit udgangspunkt er stadig min case fra kandidatprojektet med at opføre et optimeret betonshelter i Grønland. Den mest bæredygtige løsning er

Profile for DTUdk

Dynamo nr. 65  

Recommendations could not be loaded

Recommendations could not be loaded

Recommendations could not be loaded

Recommendations could not be loaded