Konkreettinen käsittely: Digitalisaatio luo innovaatioita

Konkreettinen käsittely: Digitalisaatio luo innovaatioita

Betonia pidetään laajalti maailmanlaajuisesti käytetyimpänä rakennusmateriaalina - ei ihme, sillä rakennusmateriaali on sekä kestävää että monipuolista. Betoni on kuitenkin myös erittäin vaativa prosessoitava, ja materiaalia kehitetään edelleen kovaa vauhtia ympäri maailmaa. Perinteisesti puhtaasti mekaanisesta tieteenalasta on tulossa erittäin tekninen alue, jolle ovat ominaisia ​​digitaaliset teknologiat, kestävät innovaatiot ja älykkäät automaatioratkaisut. Alan haasteena on yhdistää perinteiset taidot huipputeknologiaan ja vastata samalla kasvavaan kestävyyden, tehokkuuden ja laadun vaatimuksiin. Yritykset, kuten Husqvarna Construction, Tyrolit ja Hilti, vievät kehitystä eteenpäin innovaatioilla, kun taas Kuhnin kaltaiset jakelijat tarjoavat koneet ja erikoistuneet palveluntarjoajat, kuten Diman betoninporaus- ja sahauspalvelu, käyttävät ratkaisuja rakennustyömailla.
Nykyaikaisten betonityyppien lisääntyvä valikoima - korkean suorituskyvyn betonista kierrätysseoksiin - lisää työkaluille ja koneille asetettuja vaatimuksia. Tyrolit vastaa tähän esimerkiksi työkaluilla, jotka ovat erityisen kestäviä ja takaavat korkean leikkauslaadun myös erittäin kovilla materiaaleilla. Toinen ongelma-alue on työntekijöiden terveys: pöly ja melu ovat arjen työelämän suurimpia rasitteita. Viime vuosina valmistajat, kuten Husqvarna Construction ja Hilti, ovat jatkuvasti kehittäneet järjestelmiä, jotka vähentävät pölyä märkäleikkauksella tai integroidulla imulla ja samalla vähentävät melusaastetta.
Näiden teknisten näkökohtien lisäksi myös taloudellinen paine on edelleen korkea. Rakennushankkeet on toteutettava mahdollisimman lyhyessä ajassa; työkalujen kulumisesta tai epätarkoista leikkauksista johtuvat seisokit ovat monille yrityksille kalliita. Vähäpölyiset, tarkat ja nopeat käsittelymenetelmät ovat nykyään usein asiakkaiden ratkaiseva valintakriteeri. Ergonomialla on myös kasvava rooli – laitteiden on oltava kevyempiä, helpompia käsitellä ja niissä on oltava vähemmän tärinää.

Perinteisten lähestymistapojen voittaminen

Alan asiantuntijoiden mukaan innovatiivisten konseptien, kuten digitaalisen betonin valmistuksen ja prosessiautomaation, soveltaminen voi muuttaa betonin valmistuksen standarditeknologioita massiivisesti ja tuoda betonirakentamiseen merkittäviä tehokkuusetuja sekä taloudellisia ja ekologisia etuja. Building Information Modeling (BIM) on vakiinnuttanut asemansa tärkeänä avainteknologiana. Konkreettisten prosessointiprosessien kolmiulotteisen visualisoinnin ja simuloinnin avulla suunnittelijat ja toteuttajat voivat tunnistaa mahdollisia haasteita ja kehittää ratkaisuja projektin alkuvaiheessa. Tietomallin integrointi nykyaikaisiin betoninkäsittelykoneisiin mahdollistaa käsittelyparametrien johtamisen suoraan digitaalisista malleista ja siirtämisen koneille.
Esimerkiksi asemissa on näkyvä muutos. Vaikka bensiinikäyttöiset laitteet ovat olleet hallitsevia jo pitkään, valmistajat, kuten Hilti ja Husqvarna Construction, luottavat yhä enemmän akku- ja sähköjärjestelmiin. Edut ovat ilmeiset – vähemmän päästöjä, pienempi melu ja joustava käyttö jopa suljetuissa tiloissa. Tämä kehitys kulkee käsi kädessä laitteiden lisääntyneen digitalisoinnin kanssa. Esimerkiksi Tyrolit varustaa järjestelmänsä antureilla, jotka tarkkailevat kulumista tai leikkauslaatua reaaliajassa ja auttavat näin vähentämään vikoja.
Pilvipohjaisilla alustoilla voidaan myös parantaa huomattavasti konkreettisten käsittelyprojektien seurantaa ja ohjausta. Tällaiset ratkaisut mahdollistavat reaaliaikaisen ohjauksen, tuotannon ja seurannan – ja yleensä enemmän läpinäkyvyyttä. Tarjolla on muun muassa erilaisia ​​vaihtoehtoja työmaan etävalvontaan, työprosessien optimointiin ja koneiden ennaltaehkäisevään huoltoon.

AI toivon majakkana

Yksi ala, jolla kehitystä viedään eteenpäin, on tekoäly (AI). Näiden käyttö betoninkäsittelyssä on vielä alkuvaiheessa, mutta lupaavia lähestymistapoja on jo näkyvissä. Tekoälyjärjestelmät voivat tunnistaa kuvioita suurista tietomääristä, jotka eivät ole ilmeisiä ihmisasiantuntijoille. Ennakoiva huolto mahdollistaa ennakoivan huollon, jolloin älykkäät algoritmit analysoivat jatkuvasti koneen tietoja, kuten tärinää, lämpötiloja ja virrankulutusta, ennakoidakseen huoltotarpeita ennen kalliita vikoja. Tämä ei vain vähennä seisokkeja, vaan myös optimoi ylläpitokustannukset.
Tietokonenäköjärjestelmät puolestaan ​​voivat analysoida betonipintoja reaaliajassa ja havaita epäsäännöllisyyksiä tai laatuvirheitä, jotka ihmissilmä ei huomaa. Tämä mahdollistaa korjausten tekemisen välittömästi ja varmistaa siten yhtenäisen käsittelyn. Myös koneoppimisalgoritmit, jotka voivat oppia historiallisista projektitiedoista ja antaa suosituksia optimaalisista käsittelyparametreista, auttavat. Tavoitteena on tehokkaammat työprosessit ja vähemmän materiaalihävikkiä.
Myös betonin käsittelyn automatisointi etenee valtavasti. Nykyaikaiset robottijärjestelmät ottavat jo nyt tehtäviä, joita aiemmin tekivät yksinomaan ammattitaitoiset työntekijät. Kehitystä vauhdittaa muun muassa rakennusalan ammattitaitoisten työntekijöiden pula. Autonomiset betoninkäsittelykoneet voivat nyt suorittaa tietyt työstötehtävät itsenäisesti. GPS-ohjaus ja lasertekniikka mahdollistavat tarkan työtuloksen ja tasaisen laadun erityisesti toistuvissa tehtävissä. Samalla he voivat työskennellä kellon ympäri, eivätkä fyysinen väsymys vaikuta niihin.

Autonomiset robotit

Yhteistyörobotit toimivat käsi kädessä ihmisten toimijoiden kanssa. Nämä järjestelmät hoitavat vaikeita, yksitoikkoisia tai terveydelle vaarallisia tehtäviä, kun taas ihmiset luovat ja ongelmanratkaisutoiminnot. Etu: Työntekijöiden työmäärä vähenee samalla kun tuottavuus kasvaa.
Esimerkiksi Husqvarna Construction haluaa mullistaa betoninkäsittelyn "Autogrinderillä". Valmistajan mukaan itsetoimiva lattiahiomakone on suunniteltu tarjoamaan rakennusyrityksille "ennennäkemätöntä vapautta". Näin asiakkaat voisivat muuttaa jokaisen kerroksen lisäksi "koko yrityksensä" ja siten lisätä tuottavuutta ja kannattavuutta.
"Olemme erittäin ylpeitä voidessamme esitellä laitteen, joka todella muuttaa tapaa, jolla lattian hionta- ja kiillotustyöt suunnitellaan ja suoritetaan. Husqvarna Autogrinder on uraauurtava innovaatio betoninjalostusmarkkinoilla", selittää Stijn Verherstraeten, Husqvarna Constructionin kategorioista ja toiminnoista vastaava johtaja. Autogrinder 8 D perustuu PG 8 DR:ään, planeettalattiahiomakoneeseen, jossa on Dual Drive Technology. Husqvarnan "ainutlaatuinen navigointijärjestelmä" ja turvallisuusasetukset on suunniteltu mahdollistamaan koneen navigointi itsenäisesti hionnan ja kiillotuksen aikana, jolloin käyttäjät voivat keskittyä muihin maanmuokkaustehtäviin.
"Pentotestimme ja käyttäjiltä saamamme palautteet vahvistavat, että Autogrinder on tärkeä edistysaskel. On selvää, että olemme nyt aloittaneet uuden aikakauden lattian hionnassa", korostaa Joakim Leff-Hallstein, Husqvarna Constructionin pintakäsittelystä vastaava johtaja.

Sido lisää hiilidioksidia

Lisäksi ilmastonmuutos ja tiukentuneet ympäristömääräykset pakottavat betoniteollisuutta ajattelemaan uudelleen. Tavoitteena on tuottaa rakennusmateriaali mahdollisimman ilmastoneutraalisti; organisaatiot, kuten Fraunhofer Institute for Building Physics IBP, työskentelevät tämän parissa. Tutkijoiden mukaan esimerkiksi "pyrohiili" on tärkeä avain betonin tekemiseen ilmastoystävällisempään. Tuotannon aikana kasvitähteet tai muut orgaaniset aineet, kuten metaani, käsitellään happiköyhässä ilmakehässä. Jopa 40 prosenttia kasvien sisältämästä hiilestä varastoituu kiinteänä aineena pyrohiilen muodossa. Integraation kautta betoniin sitoutuu enemmän hiilidioksidia kuin tuotannossa vapautuu. Tutkijat ovat myös kehittäneet prosessin pyrohiilen granuloimiseksi. Valmistetuilla kiviaineksilla (pienemmät kuin kaksi millimetriä, toimittajan huomautus) ne korvaavat betonin hiekkaa tehden rakennusmateriaalista paitsi ilmastoystävällisemmän, myös huomattavasti kevyemmän. Tämä voi puolestaan ​​säästää ylimääräisiä kuljetuskustannuksia.
Tulevaisuuden betonia etsittäessä kannattaa katsoa myös menneisyyteen - Fraunhoferin mukaan antiikin aikana käytetty roomalainen betoni täyttää kaikki nykyaikaisten, kestävien rakennusmateriaalien kriteerit. Ne ovat sementttömiä, koostuvat paikallisesti saatavilla olevista luonnonvaroista, kuten vulkaanisesta tuhkasta, ovat kestäviä ja kestäviä monille ulkoisille vaikutuksille. Valitettavasti tutkijoiden mukaan reseptit, joihin ne perustuivat, katosivat. Roman Inspired Cement Innovation by Multi-Analytical Enhanced Research (RICIMER) -projektissa asiantuntijat tutkivat mahdollisia reseptejä selvittääkseen alkuperäiset koostumukset, mukaan lukien lisäaineet, ja siirtääkseen ne nykyaikaisiin rakennusmateriaaleihin.
Alkalisesti aktivoidut sideaineet, niin sanotut geopolymeerit, ovat toinen kasvava tutkimusala. Niiden ominaisuuksien, kuten korroosionkestävyys, korkea lujuus ja erinomainen lämmönkestävyys, ansiosta ne tarjoavat laajan valikoiman käyttömahdollisuuksia erityisesti rakentamisessa. Esimerkiksi Fraunhofer IBP:ssä kehitettiin prosessi täysimittaisen ja ennen kaikkea ilmastoystävällisen rakennusmateriaalin valmistamiseksi uusiutuvasta raaka-aineesta Typha (cattail), niin sanottua ”Typhaboardia”. Monipuolinen eristys- ja seinärakennusmateriaali koostuu kalanlehdistä ja mineraalisideaineesta, jotka puristetaan monikäyttöisiksi paneeleiksi. Typhaboard yhdistää monia ominaisuuksia, jotka tekevät siitä tuottavan rakennusmateriaalin. Se on vakaa, tarjoaa hyvän äänieristyksen, erinomaiset kosteusominaisuudet, on homeenkestävä, sillä on korkea eristyskyky ja myös korkea palosuojaus.