Dauerhaftigkeit additiv gefertigter SPI‐Bauteile – Einfluss schichtbedingter Gefügemerkmale

Im Projekt Pareus Resort Caorle wurde das partikelbettbasierte Selective‐Paste‐Intrusion (SPI)‐Verfahren erstmals großmaßstäblich in der Fertigteilproduktion eingesetzt. Vor dem Hintergrund praxisrelevanter Expositionsklassen (XC4, XS1, XF2) untersucht der Beitrag das mechanische und dauerhaftigkeitsrelevante Verhalten additiv gefertigter SPI‐Bauteile unter besonderer Berücksichtigung schichtbedingter Gefügemerkmale. Die Ergebnisse zeigen, dass die volumetrische Frostresistenz maßgeblich durch klassische betontechnologische Parameter, insbesondere den Wasserzementwert, bestimmt wird. Eine ausgeprägte Richtungsabhängigkeit des relativen dynamischen Elastizitätsmoduls ist nicht feststellbar. Demgegenüber weisen transportgesteuerte Mechanismen eine erhöhte Sensitivität gegenüber der schichtweisen Gefügeausbildung auf. Insbesondere bei der Karbonatisierung treten lokal stark erhöhte Tiefen entlang interlaminarer Übergangszonen auf, die durch Mittelwertbetrachtungen nicht vollständig erfasst werden. Ergänzende CDF‐Versuche verdeutlichen die Bedeutung randzonennaher Transportprozesse. Auf Grundlage mechanischer, dauerhaftigkeitsrelevanter und mikroskopischer Befunde wird ein zweistufiges Gefügemodell vorgeschlagen. Die Dauerhaftigkeit additiv gefertigter SPI‐Bauteile ergibt sich demnach aus dem Zusammenwirken materialtechnologisch gesteuerter Zementsteinporosität und prozessbedingt veränderter Porenkonnektivität entlang der Schichtgrenzen.

Within the Pareus Resort project in Caorle, the particle bed–based Selective Paste Intrusion (SPI) process was implemented at industrial scale for the first time in precast production. Considering relevant exposure classes (XC4, XS1, XF2), this study investigates the mechanical performance and durability‐related behaviour of additively manufactured SPI elements, with particular emphasis on layer‐induced structural features. The results indicate that volumetric freeze–thaw resistance is primarily governed by classical concrete technological parameters, especially the water–cement ratio. No pronounced directional dependency of the relative dynamic modulus of elasticity was observed. In contrast, transport‐driven mechanisms exhibit increased sensitivity to the layerwise structure. Carbonation tests reveal locally increased penetration depths along interlaminar transition zones, which are not fully captured by mean value evaluation. Complementary CDF testing highlights the relevance of surface‐near transport processes under de‐icing salt exposure. Based on mechanical testing, durability assessment and microstructural observations, a two‐level structural model is proposed. The durability of SPI components results from the interaction between material‐controlled cement paste porosity and process‐induced variations in pore connectivity along layer interfaces.