Обработка на бетон: Дигитализацията създава иновации

Обработка на бетон: Дигитализацията създава иновации

Бетонът се счита широко за най-използвания строителен материал в световен мащаб - нищо чудно, тъй като строителният материал е едновременно здрав и универсален. Бетонът обаче също е много взискателен за обработка и по целия свят се работи с висока скорост за по-нататъшно развитие на материала. Традиционно чисто механичната дисциплина се превръща в силно техническа област, характеризираща се с цифрови технологии, устойчиви иновации и интелигентни решения за автоматизация. Индустрията е изправена пред предизвикателството да комбинира традиционните умения с авангардни технологии, като същевременно отговаря на нарастващите изисквания за устойчивост, ефективност и качество. Компании като Husqvarna Construction, Tyrolit и Hilti движат развитието напред с иновации, докато дистрибутори като Kuhn осигуряват машините, а доставчиците на специализирани услуги като услугата за пробиване и рязане на бетон на Dima използват решенията на строителни обекти.
Нарастващото разнообразие от съвременни видове бетон - от висококачествен бетон до рециклирани смеси - увеличава изискванията към инструментите и машините. Tyrolit отговаря на това, например, с инструменти, които са особено издръжливи и осигуряват високо качество на рязане дори при изключително твърди материали. Друга проблемна област е здравето на служителите: прахът и шумът са сред най-големите натоварвания в трудовото ежедневие. През последните години производители като Husqvarna Construction и Hilti последователно разработват системи, които намаляват праха чрез мокро рязане или интегрирано изсмукване и в същото време намаляват шумовото замърсяване.
В допълнение към тези технически аспекти икономическият натиск също остава висок. Строителните проекти трябва да бъдат изпълнени в най-кратки срокове; престоите, дължащи се на износване на инструменти или непрецизни срезове, са скъпи за много компании. Нискозапрашените, прецизни и бързи методи на обработка вече често са решаващ критерий за избор на клиентите. Ергономията също играе все по-голяма роля – устройствата трябва да бъдат по-леки, по-лесни за работа и да имат по-малко вибрации.

Преодоляване на традиционните подходи

Според експерти от индустрията прилагането на иновативни концепции, като дигитално производство на бетон и автоматизация на процеси, има потенциала да промени масово стандартните технологии за производство на бетон и да донесе значителни печалби в ефективността, както и икономически и екологични ползи за бетонното строителство. Информационното моделиране на сгради (BIM) се утвърди като важна ключова технология. Чрез триизмерна визуализация и симулация на процеси на обработка на бетон, проектантите и изпълнителите могат да идентифицират потенциални предизвикателства и да разработят решения в ранните фази на проекта. Интегрирането на BIM с модерни машини за обработка на бетон дава възможност да се извлекат параметри за обработка директно от цифровите модели и да се прехвърлят към машините.
Има видима промяна в дисковете например. Докато устройствата, задвижвани с бензин, отдавна са доминиращи, производители като Hilti и Husqvarna Construction все повече разчитат на батерии и електрически системи. Предимствата са очевидни – по-малко емисии, по-нисък шум и гъвкаво използване дори в затворени помещения. Това развитие върви ръка за ръка с по-голяма цифровизация на устройствата. Tyrolit, например, оборудва системите си със сензори, които следят износването или качеството на рязане в реално време и по този начин помагат за намаляване на повреди.
Базираните в облак платформи също могат да се използват за значително подобряване на мониторинга и контрола на проекти за обработка на бетон. Такива решения позволяват контрол, производство и мониторинг в реално време – и като цяло повече прозрачност. Освен всичко друго, има различни възможности за дистанционно наблюдение на строителни обекти, оптимизиране на работните процеси и профилактика на машините.

AI като фар на надежда

Една област, в която развитието се движи напред, е изкуственият интелект (AI). Използването им в обработката на бетон е все още в ранен етап, но вече показва обещаващи подходи. AI системите могат да разпознават модели в големи количества данни, които не са очевидни за хората експерти. Предсказуемата поддръжка позволява предсказуема поддръжка, при която интелигентни алгоритми непрекъснато анализират машинни данни като вибрации, температури и консумация на енергия, за да предвидят нуждите от поддръжка, преди да възникнат скъпи повреди. Това не само намалява времето за престой, но и оптимизира разходите за поддръжка.
Системите за компютърно зрение от своя страна могат да анализират бетонни повърхности в реално време и да откриват нередности или качествени дефекти, които биха били пропуснати от човешкото око. Това дава възможност за незабавно извършване на корекции и по този начин осигуряване на еднаква обработка. Алгоритмите за машинно обучение, които могат да се учат от исторически данни за проекта и да предоставят препоръки за оптимални параметри на обработка, също помагат. Целта е по-ефективни работни процеси и намалени материални отпадъци.
Автоматизацията на обработката на бетон също бележи огромен напредък. Съвременните роботизирани системи вече поемат задачи, които преди са се изпълнявали изключително от квалифицирани работници. Развитието се ускорява, наред с други неща, от недостига на квалифицирани работници в строителната индустрия. Автономните машини за обработка на бетон вече могат да изпълняват определени задачи за обработка независимо. GPS контролът и лазерната технология позволяват прецизни работни резултати и постоянно качество, особено при повтарящи се задачи. В същото време те могат да работят денонощно и не се влияят от физическа умора.

Автономни роботи

Колаборативните роботи работят ръка за ръка с човешки оператори. Тези системи поемат трудните, монотонни или застрашаващи здравето задачи, докато хората поемат творческите дейности и дейностите за решаване на проблеми. Предимство: Натоварването на служителите намалява, докато производителността се увеличава в същото време.
Например, Husqvarna Construction иска да революционизира обработката на бетон с „Autogminder“. Според производителя самоработещата шлайфмашина е проектирана да предложи на строителните компании „безпрецедентна свобода“. Това би позволило на клиентите не само да трансформират всеки етаж, но и „цялата си компания“ и по този начин да увеличат производителността и рентабилността.
„Ние сме много горди да представим устройство, което наистина ще преобрази начина, по който се планира и извършва работата по шлайфане и полиране на пода. Husqvarna Autogrinder е новаторска иновация на пазара за обработка на бетон“, обяснява Стийн Верхерстратен, старши вицепрезидент Категории и операции в Husqvarna Construction. Autogrinder 8 D е базиран на “PG 8 DR”, планетарна машина за подово шлайфане с технология за двойно задвижване. „Уникалната навигационна система“ и настройките за безопасност на Husqvarna са проектирани да позволяват на машината да се движи автономно по време на шлайфане и полиране, позволявайки на операторите да се съсредоточат върху други задачи за обработка на почвата.
„Нашите полеви тестове и обратната връзка от операторите потвърждават, че Autogrinder представлява важен напредък. Ясно е, че сега поставихме началото на нова ера в шлайфането на пода“, подчертава Йоаким Леф-Халщайн, вицепрезидент Продуктово управление Подготовка на повърхността в Husqvarna Construction.

Свържете повече въглероден диоксид

Освен това изменението на климата и по-строгите екологични разпоредби принуждават бетонната индустрия да преосмисли. Целта е строителният материал да се произвежда възможно най-неутрален по отношение на климата; организации като Fraunhofer Institute for Building Physics IBP работят върху това. Според изследователите „пировъгленът“ например е важен ключ към превръщането на бетона в по-щадящ климата. По време на производството растителните остатъци или други органични вещества като метан се обработват в бедна на кислород атмосфера. До 40 процента от въглерода, съдържащ се в растенията, се съхранява като твърдо вещество под формата на пировъглен. Чрез интегрирането в бетона се свързва повече въглероден диоксид, отколкото се отделя по време на производството. Изследователите също са разработили процес за гранулиране на пироугара. С произведените инертни материали (по-малки от два милиметра, бел. на редактора) те заместват пясъка в бетона, което прави строителния материал не само по-щадящ климата, но и значително по-лек. Това от своя страна може да спести допълнителни транспортни разходи.
В търсене на бетона на бъдещето си струва да погледнем и в миналото – според Фраунхофер римският бетон, използван в древността, отговаря на всички критерии за съвременни, устойчиви строителни материали. Те не съдържат цимент, състоят се от локално налични ресурси като вулканична пепел, издръжливи са и устойчиви на много външни влияния. За съжаление, според изследователите, рецептите, на които са базирани, са изгубени. В проекта Roman Inspired Cement Innovation by Multi-Analytical Enhanced Research (RICIMER) експертите проучват възможни рецепти, за да дешифрират оригиналните формулировки, включително добавките, и да ги прехвърлят в съвременни строителни материали.
Алкално активираните свързващи вещества, така наречените геополимери, са друга нарастваща област на изследване. Със свойства като устойчивост на корозия, висока якост и отлична температурна устойчивост, те предлагат широк спектър от възможни приложения, особено в строителството. Във Fraunhofer IBP, например, е разработен процес за производство на пълноценен и преди всичко щадящ климата строителен материал от възобновяемата суровина Typha (рогозка опашка), така наречената „Typhaboard“. Универсалният материал за изолация и изграждане на стени се състои от листа от опашка и минерално свързващо вещество, които са пресовани в многофункционални панели. Typhaboard съчетава много свойства, които го правят продуктивен строителен материал. Той е стабилен, предлага добра шумоизолация, отлични свойства на влага, устойчив е на мухъл, има висок изолационен ефект и предлага високо ниво на противопожарна защита.