Bijzonder: Nijmegen heeft nu de langste 3D-betongeprinte fietsbrug ter wereld

De doorontwikkeling van 3D-betonprinttechniek lijkt in een interessante stroomversnelling te komen. Woensdagmiddag 8 september werd het bewijs van deze prikkelende innovatie andermaal geleverd, nu in Nijmegen. Want daar staat de langste 3D-betongeprinte fietsbrug ter wereld. De brug is laagje voor laagje geprint in de betonprintfabriek van Saint Gobain Weber Beamix in Eindhoven. 

Bij de fabriek, overheerst vanzelfsprekend trots. Marketingmanager Marco Vonk en International 3D Project Manager Peter Paul Cornelissen zeggen hierover: “Je ziet vaak met nieuwe technologieën dat het een hype is. Maar 3D betonprinten gaat wel degelijk een fundamentele plek krijgen in de industrie. We staan nog maar slechts aan het begin van deze grijze revolutie!”

Als eerste nog even terug naar de brug in Nijmegen. Dit is de  langste, geprinte betonnen brug ter wereld waarbij de architect in de ontwerpfase alle vrijheid had. Gedurende het ontwerpproces werd hij dan ook niet belemmerd door het materiaal of door de traditionele processen, zoals de betonbekisting. De architect kon helemaal zijn gang gaan. Omdat de overspanning van de brug niet overal constant is, en er dus rekening moest worden gehouden met het veranderende gewicht van de constructie, is er tijdens het printproces voor gekozen om de brug op te delen in printbare onderdelen. Op basis van data is het definitieve ontwerp uiteindelijk tot stand gekomen.

“Het mooie is dat geprinte bruggen uiteindelijk een stuk sneller gebouwd kunnen worden dan gewone bruggen”, zegt Marco Vonk. “En dat is goed nieuws. Want, tijd is geld. Er is door dit werkprocedé bovendien meer flexibiliteit en meer ruimte voor gepersonaliseerde ontwerpen. Je kunt dus meer op maat gaan ontwikkelen. Dat zou de markt als ‘zéér interessant’ in de oren moeten klinken, zo lijkt me. Daarnaast zijn deze betonnen brugger duurzamer omdat er minder beton nodig is. Zo simpel is het eigenlijk.” 

Peter Paul Cornelissen vult aan: “Ik denk dat we ten aanzien van het thema ‘duurzaamheid’ de tijdgeest mee hebben. In alle lagen van de samenleving is nu toch echt wel goed geland dat we niet meer ongebreideld aanspraak kunnen maken op de schaarse grondstoffen. Duurzaamheid is geen modeverschijnsel, maar het is wezenlijk onderdeel geworden van de bedrijfsvoering van veel bedrijven. Er wordt dan ook concreet vanuit de markt naar gevraagd omdat iedereen – ten aanzien van de toekomst van onze aarde – z’n verantwoordelijkheid wil nemen. Ik weet juist daarom 100% zeker dat we eigenlijk nog maar aan het begin staan van de 3D-betonprintrevolutie met al die genoemde duurzaamheidsvoordelen. Het is mede ook om die reden inderdaad iets om trots te zijn dat wij mede aan de basis stonden van wat nu in Nijmegen is opgeleverd.” 

Het tweetal van Saint Gobain Weber Beamix legt graag uit hoe de CO2-voetafdruk bij dergelijke projecten in de doorontwikkeling steeds kleiner wordt. “Met onze 3D printer maken we de elementen hol in plaats van massief. Daardoor is er veel minder mortel nodig. Bovendien kunnen we de vraag naar wapeningsstaal schrappen. Het maakt dat de voetafdruk soms nog maar de helft is in vergelijking met traditioneel prefabbeton. Ik verwacht dat dit – gezien de snelle technologische ontwikkelingen – al richting slechts een derde zal gaan!”

De duurzaamheidsvoordelen zijn dus legio. Marco Vonk is er van overtuigd dat Weber Beamix de Eindhovense betonprinter in de komende maanden en jaren gaat inzetten voor vele andere aannemers. Groei ligt in het vooruitzicht. Waardering is er logischerwijze ook binnen het gehele concern, dat actief is in maar liefst 70 landen. Men ziet goed wat er op dit moment aan innovatieve kracht zit in de fabriek in Eindhoven. “Ik denk dat men elke dag nieuwsgierig naar ons kijkt hoe wij onze innovatiekracht ontwikkelen en het in de praktijk weten te brengen”, zegt Peter Paul Cornelissen.

“Echter, we zijn er natuurlijk nog lang niet. Het is een continu proces. Innovatie is geen 1-day-business-ding. Natuurlijk is het leveren van de speciale mortels aan de zusterbedrijven geen probleem. De droge mortel in zakjes, het product waar iedereen ons van kent, gaat gemakkelijk de hele wereld over. Maar we moeten ook kennis over de verwerking, het mengen, verpompen en printen meeleveren. Die expertise hebben wij. Sterker nog: ik durf hier te stellen dat Eindhoven het epicentrum van het betonprinten is geworden en dat wij vanuit hier ook echt gaan fungeren als wereldwijd kenniscentrum voor Saint Gobain. En, voor de rest van de markt.”

Wat bijvoorbeeld uniek is aan de mortel van Weber Beamix, is dat die geen gebruik maakt van versnellers, maar van thixotrope eigenschappen. “Veel bedrijven die met beton printen, werken met versnellers, waardoor de beton vrijwel direct na het verlaten van de nozzle begint met uitharden. Daardoor kan er flinke warmte-ontwikkeling plaatsvinden, die bij afkoeling al snel leidt tot krimp en scheurvorming. Onze mortel is van zichzelf vrij stijf, maar wordt vloeibaar wanneer je energie toevoegt door te pompen, schudden of trillen. Vergelijk het met een fles tomatenketchup. Als je die op zijn kop houdt en even flink schudt, doorbreek je de schuifspanning. Het wordt vloeibaar en het belandt op je bord. Maar zodra de mortel tot rust komt, wordt het weer stijf en consistent. En dán moet de hydratatie van de cement nog op gang komen!”

De twee weten dus waar ze het over hebben. En dat is niet onlogisch. Al aan het eind van  de negentiger jaren werd er immers binnen het concern geëxperimenteerd met het printen van beton. Misschien werd het toen nog als een ‘hobby’ gezien maar uiteindelijk was er in 2005 al wel een 15 centimeter dikke muur van ruim 2 meter hoog geprint. En… er was vooral veel kennis ontstaan over mortels die je nat in laagjes op elkaar kon aanbrengen. Toen de Technische Universiteit Eindhoven in 2015 het 3DConcrete Printing onderzoeksprogramma startte én een betonprinter installeerde, kwam de samenwerking met Beamix voor het ontwikkelen van de juiste mortel snel tot stand. 

De rest is geschiedenis. Kijk maar naar de prachtige brug in Nijmegen, die met zekerheid nu als het meest actuele trotse referentieproject kan worden gezien en waar beslist nieuwe inspiratie uit kan worden gehaald. 

De brug is te vinden in het Dukenburgse park. 

Meer informatie op www.3d.weber