Betonbearbejdning: Digitalisering skaber innovation

Betonbearbejdning: Digitalisering skaber innovation

Beton anses i vid udstrækning for at være det mest brugte byggemateriale på verdensplan – ikke så mærkeligt, da byggematerialet er både robust og alsidigt. Beton er dog også meget krævende at bearbejde, og der arbejdes med høj hastighed over hele verden på at videreudvikle materialet. Den traditionelt rent mekaniske disciplin er ved at blive et meget teknisk område præget af digitale teknologier, bæredygtige innovationer og intelligente automationsløsninger. Industrien står over for udfordringen med at kombinere traditionelle færdigheder med banebrydende teknologi og samtidig imødekomme stigende krav til bæredygtighed, effektivitet og kvalitet. Virksomheder som Husqvarna Construction, Tyrolit og Hilti driver udviklingen fremad med innovationer, mens distributører som Kuhn leverer maskinerne og specialiserede serviceudbydere som Dimas betonbore- og savservice bruger løsningerne på byggepladserne.
Den stigende variation af moderne betontyper - fra højtydende beton til genbrugsblandinger - øger kravene til værktøj og maskiner. Tyrolit reagerer på dette med eksempelvis værktøj, der er særligt slidstærke og sikrer høj skærekvalitet selv med ekstremt hårde materialer. Et andet problemområde er medarbejdernes sundhed: Støv og støj er blandt de største belastninger i hverdagen. I de senere år har producenter som Husqvarna Construction og Hilti konsekvent udviklet systemer, der reducerer støv gennem vådskæring eller integreret udsugning og samtidig reducerer støjforureningen.
Ud over disse tekniske aspekter er det økonomiske pres også fortsat højt. Byggeprojekter skal gennemføres på kortest mulig tid; nedetider på grund af værktøjsslid eller upræcise snit er dyre for mange virksomheder. Støvfattige, præcise og hurtige behandlingsmetoder er nu ofte et afgørende udvælgelseskriterium for kunderne. Ergonomi spiller også en voksende rolle – enheder skal være lettere, nemmere at håndtere og have færre vibrationer.

Overvinde traditionelle tilgange

Ifølge brancheeksperter har anvendelsen af ​​innovative koncepter, såsom digital betonproduktion og procesautomatisering, potentialet til massivt at ændre standardteknologierne til betonproduktion og medføre betydelige effektivitetsgevinster samt økonomiske og økologiske fordele til betonbyggeri. Building Information Modeling (BIM) har etableret sig som en vigtig nøgleteknologi. Gennem tredimensionel visualisering og simulering af konkrete procesprocesser kan planlæggere og udførende identificere potentielle udfordringer og udvikle løsninger i tidlige projektfaser. Integrationen af ​​BIM med moderne betonbearbejdningsmaskiner gør det muligt at udlede bearbejdningsparametre direkte fra de digitale modeller og overføre dem til maskinerne.
Der er f.eks. en synlig ændring i drevene. Mens benzindrevne enheder længe har været dominerende, er producenter som Hilti og Husqvarna Construction i stigende grad afhængige af batteri og elektriske systemer. Fordelene er indlysende – færre emissioner, lavere støj og fleksibel anvendelse selv i lukkede rum. Denne udvikling går hånd i hånd med større digitalisering af enheder. Tyrolit udstyrer for eksempel sine systemer med sensorer, der overvåger slid eller skærekvalitet i realtid og dermed hjælper med at reducere fejl.
Cloud-baserede platforme kan også bruges til at forbedre overvågningen og styringen af ​​konkrete forarbejdningsprojekter enormt. Sådanne løsninger muliggør kontrol, produktion og overvågning i realtid – og generelt mere gennemsigtighed. Der er blandt andet en række muligheder for fjernovervågning af byggepladser, optimering af arbejdsprocesser og forebyggende vedligeholdelse af maskiner.

AI som et fyrtårn af håb

Et felt, hvor udviklingen drives fremad, er kunstig intelligens (AI). Brugen af ​​disse i betonbearbejdning er stadig i de tidlige stadier, men viser allerede lovende tilgange. AI-systemer kan genkende mønstre i store mængder data, som ikke er indlysende for menneskelige eksperter. Forudsigende vedligeholdelse muliggør forudsigelig vedligeholdelse, hvorved intelligente algoritmer kontinuerligt analyserer maskindata såsom vibrationer, temperaturer og strømforbrug for at forudsige vedligeholdelsesbehov, før dyre fejl opstår. Dette reducerer ikke kun nedetiden, men optimerer også vedligeholdelsesomkostningerne.
Computervisionssystemer kan til gengæld analysere betonoverflader i realtid og opdage uregelmæssigheder eller kvalitetsfejl, som det menneskelige øje ville savne. Dette gør det muligt at foretage rettelser med det samme og dermed sikre ensartet behandling. Maskinlæringsalgoritmer, der kan lære af historiske projektdata og give anbefalinger til optimale behandlingsparametre, hjælper også. Målet er mere effektive arbejdsprocesser og reduceret materialespild.
Automatiseringen af ​​betonbearbejdning gør også store fremskridt. Moderne robotsystemer påtager sig allerede opgaver, som tidligere udelukkende blev udført af faglærte. Udviklingen accelereres blandt andet af mangel på faglærte i byggebranchen. Autonome betonbearbejdningsmaskiner kan nu udføre visse bearbejdningsopgaver selvstændigt. GPS-styring og laserteknologi muliggør præcise arbejdsresultater og konstant kvalitet, især til gentagne opgaver. Samtidig kan de arbejde i døgndrift og er ikke påvirket af fysisk træthed.

Autonome robotter

Samarbejdsrobotter arbejder hånd i hånd med menneskelige operatører. Disse systemer påtager sig de svære, monotone eller sundhedsfarlige opgaver, mens mennesker påtager sig de kreative og problemløsende aktiviteter. Fordel: Medarbejdernes arbejdsbyrde falder, mens produktiviteten samtidig stiger.
For eksempel ønsker Husqvarna Construction at revolutionere betonforarbejdningen med "Autogrinder". Ifølge producenten er den selvbetjente gulvsliber designet til at tilbyde byggefirmaer "en hidtil uset frihed". Dette ville give kunderne mulighed for ikke kun at transformere hver etage, men også "hele deres virksomhed" og derved øge produktiviteten og rentabiliteten.
"Vi er meget stolte af at introducere en enhed, som virkelig vil forvandle den måde, hvorpå gulvslibning og polerarbejde planlægges og udføres. Husqvarna Autogrinder er en banebrydende innovation på betonforarbejdningsmarkedet," forklarer Stijn Verherstraeten, Senior Vice President Category & Operations hos Husqvarna Construction. Autogrinder 8 D er baseret på "PG 8 DR", en planetarisk gulvslibemaskine med Dual Drive Technology. Husqvarnas "unikke navigationssystem" og sikkerhedsindstillinger er designet til at give maskinen mulighed for at navigere selvstændigt under slibning og polering, hvilket giver føreren mulighed for at fokusere på andre jordbearbejdningsopgaver.
"Vores felttest og feedback fra operatører bekræfter, at Autogrinder repræsenterer et vigtigt fremskridt. Det er tydeligt, at vi nu har indvarslet en ny æra inden for gulvslibning," understreger Joakim Leff-Hallstein, Vice President Product Management Surface Preparation hos Husqvarna Construction.

Bind mere kuldioxid

Hertil kommer, at klimaforandringer og skærpede miljøregler tvinger betonindustrien til at gentænke. Målet er at fremstille byggematerialet så klimaneutralt som muligt; organisationer som Fraunhofer Institute for Building Physics IBP arbejder på dette. Ifølge forskerne er "pyrocharcoal" for eksempel en vigtig nøgle til at gøre beton mere klimavenlig. Under produktionen forarbejdes planterester eller andre organiske stoffer såsom metan i en iltfattig atmosfære. Op til 40 procent af det kulstof, der er indeholdt i planter, lagres som et fast stof i form af pyrochar. Gennem integration bindes mere kuldioxid i betonen, end der udledes under produktionen. Forskerne har også udviklet en proces til at granulere pyrocharen. Med de producerede tilslag (mindre end to millimeter, red.anm.) erstatter de sandet i betonen, hvilket gør byggematerialet ikke kun mere klimavenligt, men også væsentligt lettere. Dette kan igen spare ekstra transportomkostninger.
I jagten på fremtidens beton er det også værd at tage et kig på fortiden - ifølge Fraunhofer opfylder romersk beton brugt i oldtiden alle kriterierne for moderne, bæredygtige byggematerialer. De er cementfri, består af lokalt tilgængelige ressourcer såsom vulkansk aske, er holdbare og modstandsdygtige over for mange ydre påvirkninger. Desværre gik opskrifterne, som de var baseret på, ifølge forskerne tabt. I projektet Roman Inspired Cement Innovation by Multi-Analytical Enhanced Research (RICIMER) forsker eksperter i mulige opskrifter for at tyde de originale formuleringer, herunder tilsætningsstoffer, og overføre dem til moderne byggematerialer.
Alkalisk aktiverede bindemidler, såkaldte geopolymerer, er et andet voksende forskningsfelt. Med egenskaber som korrosionsbestandighed, høj styrke og fremragende temperaturbestandighed tilbyder de en bred vifte af mulige anvendelser, især inden for byggeri. Hos Fraunhofer IBP blev der for eksempel udviklet en proces til at fremstille et fuldt udbygget og frem for alt klimavenligt byggemateriale af det fornybare råmateriale Typha (cattail), det såkaldte "Typhaboard". Det alsidige isolerings- og vægbyggemateriale består af cattailblade og et mineralsk bindemiddel, som presses til multifunktionelle paneler. Typhaboard kombinerer mange egenskaber, der gør det til et produktivt byggemateriale. Den er stabil, giver god lydisolering, fremragende fugtegenskaber, er skimmelmodstandsdygtig, har en høj isolerende effekt og tilbyder desuden en høj grad af brandbeskyttelse.