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16. Betonkanu-Regatta Köln

Sportlicher Wettkampf im Betonkanu


80 Rennkanus und sieben Wasserfahrzeuge der offenen Klasse paddelten am 09. und 10. Juni 2017 auf dem Fühlinger See in Köln um den Sieg. Prämiert wurde dabei nicht nur die Geschwindingkeit, sondern auch die Originliatät der Konstruktion, sowie viel Kreativität bei der Gestaltung und Präsentation der Boote & Teams.

Bei den Teilnehmern der Betonkanu-Regatta handelt es sich um Studenten und Schüler aus Berufschulen, Fachhochschulen, Hochschulen und anderen Institutionen, an denen Betontechnik auf dem Lehrplan steht.
Um im Wettbewerb erfolgreich zu sein, gilt es die Festigkeit und Wasserdichte der Baumaterialien ideall zu nutzen, um ein robustes und dennoch gut manövrierbares Kanu daraus entstehen zu lassen.

Gewinner bei der Betonkanu-Regatta 2017

1. Konstruktionspreis:
Eidgenössische Technische Hochschule in Zürich "skelETHon"

2. Gestaltungspreis
Hochschule Darmstadt "Tag und Nacht"

3. Sportlicher Wettkampf Herren
Hochschule für Technik, Wirtschaft, Kultur Leipzig "Reformator"

4. Sportlicher Wettkampf Damen
Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig "Reformator"

5. Offene Klasse
Technische Universität Dresden "Katamarina und Rutschard"

6. T-Shirt Wettbewerb
Universität Stuttgart

7. Nachwuchspreis
Steinbeissschule Stuttgart

8. Leichtestes Kanu
Technische Universität Dresden "Leichter als Pappe" mit 2,69 kg/m

9. Schwerstes Kanu
Beuth Hochschule für Technik Berlin "Schwarze Perle" mit 88,0 kg/m

10. Pechpreis
Berufschule des St. Michaels-Werk Grafenwöhr "Graue Maus"


source: https://www.beton.org/inspiration/betonkanu-regatta/

source: https://www.beton.org/inspiration/betonkanu-regatta/

source: https://www.beton.org/inspiration/betonkanu-regatta/
Seit vielen Jahre unterstützt die Holcim (Schweiz) AG und die Holcim (Süddeutschland) GmbH die Hochschule Konstanz Technik, Wirtschaft und Gestaltung, sowie die Eidgenössische Technische Hochschule in Zürich.

Das Projektteam der HTWG Konstanze im Interview:
"Auch dieses Jahr ist die Hochschule Konstanz wieder bei der Betonkanu Regatta 2017 dabei. Unser Konzept dieses Mal ist inspiriert von einem Papierboot, das aus einem A4 Papier gefaltet wird. Dazu haben wir auf Betonplan ebene Schalungen für die Dreiecke gebaut. Die Randabschalung ist zweiteilig, sodass die Karbonbewehrung dazwischen gespannt werden kann (kein Auftrieb und mittige Lage der Bewehrung). Die Randabschalung aus Holz muss dabei gut eingefettet werden, dass sie später dem hochfesten Beton kein Wasser entzieht. Auf dem Rütteltisch werden die Dreiecke verdichtet und nach dem Erhärten die Kanten sauber abgeschliffen (kein Überstand der Bewehrung). Mit einem 2K-Epoxidharz haben wir dann die einzelnen Dreiecke auf einem Tisch zu größeren Platten und diese auf einer Negativschalung dann zu einer Kanuhälfte zusammengeklebt. Im letzten Schritt wurden die beiden Hälften dann zusammengeklebt und die Deckelplatten aufgeklebt."


Impressionen vom Entstehungsprozess


source: https://www.beton.org/inspiration/betonkanu-regatta/

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ETH Zürich im Interview mit dem Projektteam:
Oliver Wach, Moritz Studer und Kathrin Ziegler

Die Idee des Kanus "SeklETHon" liegt darin, ein Grundgerüst aus faserverstärktem Hochleistungsbeton HPFRC zu bauen, welches die Kräfte aufnimmt und anschliessend eine dünne Aussenhaut aus Leinen anzubringen, welche in Kombination mit Zementleim das Wasser vom Eindringen abhält. Die Schalung für das Skelett wird mittels FDM 3D gedruckt.

Herausforderungen:
1. Schalungsdruck
Da die FDM 3D-gedruckte Schalung sehr dünn ist, soll mittels Sand in einer Holz-Box dem hydrostatischen Druck entgegengewirkt werden.
2. Fliessfähigkeit des HPFRC
Das Ziel ist es eine möglichst filigrane, leichte aber dennoch tragfähige Struktur zu erhalten. Deshalb wurde ein Beton mit optimalen Fliesseigenschaften und genügender Festigkeit gewählt.
3. Qualität des FDM Drucks
Die hohe Qualität der Schalung ist essenziell für das Projekt. Um dies zu erreichen muss sowohl das Design das gesamten Kanus als auch der einzelnen zu druckenden Teile optimiert werden.



Impressionen vom Entstehungsprozess


Mittels Topologie-Optimierung wurde die ideale Tragstruktur für das Kanu gefunden und überarbeitet, um den Druckvorgang sowie den Füllprozess zu vereinfachen. Die Knoten wurden speziell konzipiert, um das Fliessen des Betons und die Stabilität des Gerüsts zu gewährleisten. Um einen besseren Verbund mit der Aussenhaut herzustellen, wurde die Oberfläche des Gerüsts leicht rau gestaltet.
Mit der FDM 3D-Druck-Technologie wurde die Schalung in 84 Teilen gedruckt, welche anschliessend überarbeitet und verbunden wurden. Die gedruckte Schalung wurde mit einem Hochleistungsbeton mit Stahlfasern gefüllt. Anschliessend wurde die Schalung entfernt.
Zuletzt wird ein gewöhnlicher Leinenstoff an das Skelett angenäht und in einem Feuchtraum mit einem speziellen, flüssigen Zementleim bestrichen.

Fazit:
Die Technologie des 3D Drucks öffnet eine völlig neue Welt der Gestaltung von Betonobjekten. Jedoch sind die neuen Möglichkeiten im Design bei weitem nicht die einzigen Vorteile. Mittels Topologie-Optimierung kann Material gespart werden, indem dieses nur dort verwendet wird, wo es auch wirklich notwendig ist. Dadurch kann leichter und günstiger gebaut werden. Außerdem ist die Schalung aus PLA biologisch abbaubar. In Kombination mit den optimalen Fliesseigenschaften und der Festigkeit des HPFRC sind den Anwendungsbereichen dieser Technologie kaum Grenzen gesetzt.