Konkrét feldolgozás: A digitalizáció innovációt hoz létre

Konkrét feldolgozás: A digitalizáció innovációt hoz létre

A betont széles körben a világszerte leggyakrabban használt építőanyagként tartják számon – nem csoda, hiszen az építőanyag egyszerre robusztus és sokoldalú. Ugyanakkor a beton feldolgozása is nagyon igényes, és világszerte nagy sebességgel dolgoznak az anyag továbbfejlesztésén. A hagyományosan tisztán gépészeti tudományág egy rendkívül technikai területté válik, amelyet digitális technológiák, fenntartható innovációk és intelligens automatizálási megoldások jellemeznek. Az ipar azzal a kihívással néz szembe, hogy ötvözi a hagyományos készségeket a legmodernebb technológiával, miközben megfelel a fenntarthatóság, a hatékonyság és a minőség iránti növekvő igényeknek. Az olyan cégek, mint a Husqvarna Construction, a Tyrolit és a Hilti innovációkkal hajtják előre a fejlesztést, míg a disztribútorok, mint például a Kuhn biztosítják a gépeket, és olyan speciális szolgáltatók, mint a Dima betonfúró- és fűrészszolgáltatása használják a megoldásokat az építkezéseken.
A modern betontípusok növekvő választéka - a nagy teljesítményű betontól az újrahasznosított keverékekig - növeli a szerszámokkal és gépekkel szembeni követelményeket. A Tyrolit erre például olyan szerszámokkal válaszol, amelyek különösen strapabíróak és még rendkívül kemény anyagok esetén is kiváló vágási minőséget biztosítanak. További problémakör a munkavállalók egészsége: a por és a zaj a mindennapi munka egyik legnagyobb terhe. Az elmúlt években az olyan gyártók, mint a Husqvarna Construction és a Hilti következetesen olyan rendszereket fejlesztettek ki, amelyek nedves vágás vagy integrált elszívás révén csökkentik a port, és egyúttal csökkentik a zajszennyezést.
E technikai szempontok mellett továbbra is nagy a gazdasági nyomás. Az építési projekteket a lehető legrövidebb időn belül végre kell hajtani; a szerszámkopás vagy a pontatlan vágás miatti leállások sok vállalat számára költségesek. A porszegény, precíz és gyors feldolgozási módszerek ma már gyakran meghatározó kiválasztási kritériumok az ügyfelek számára. Az ergonómia is egyre nagyobb szerepet játszik – az eszközöknek könnyebbnek, könnyebben kezelhetőnek és kevesebb vibrációnak kell lenniük.

A hagyományos megközelítések leküzdése

Iparági szakértők szerint az olyan innovatív koncepciók alkalmazása, mint a digitális betongyártás és folyamatautomatizálás, jelentős mértékben megváltoztathatja a betongyártás szabványos technológiáit, és jelentős hatékonyságnövekedést, valamint gazdasági és ökológiai előnyöket hozhat a betonépítésben. Az épületinformációs modellezés (BIM) fontos kulcstechnológiává vált. A konkrét feldolgozási folyamatok háromdimenziós megjelenítése és szimulációja révén a tervezők és a kivitelezők azonosíthatják a lehetséges kihívásokat és megoldásokat dolgozhatnak ki a projekt korai szakaszában. A BIM modern betonfeldolgozó gépekkel való integrációja lehetővé teszi a feldolgozási paraméterek közvetlen származtatását a digitális modellekből és azok gépekre történő átvitelét.
Látható változás van például a meghajtókban. Míg a benzinüzemű eszközök már régóta dominánsak, az olyan gyártók, mint a Hilti és a Husqvarna Construction, egyre inkább az akkumulátoros és elektromos rendszerekre támaszkodnak. Az előnyök nyilvánvalóak – kevesebb károsanyag-kibocsátás, alacsonyabb zajszint és rugalmas használat zárt helyiségekben is. Ez a fejlődés együtt jár az eszközök nagyobb digitalizálásával. A Tyrolit például érzékelőkkel szereli fel rendszereit, amelyek valós időben figyelik a kopást vagy a vágás minőségét, és így segítik a meghibásodások csökkentését.
A felhő alapú platformok segítségével óriási mértékben javítható a konkrét feldolgozási projektek nyomon követése és ellenőrzése. Az ilyen megoldások valós idejű ellenőrzést, gyártást és felügyeletet tesznek lehetővé – és általában nagyobb átláthatóságot. Többek között sokféle lehetőség kínálkozik az építkezések távfelügyeletére, a munkafolyamatok optimalizálására és a gépek megelőző karbantartására.

A mesterséges intelligencia mint a remény jelzőfénye

A mesterséges intelligencia (AI) az egyik olyan terület, amelyen a fejlődés előrehalad. Ezek felhasználása a betonfeldolgozásban még csak a kezdeti szakaszban jár, de már most is ígéretes megközelítéseket mutat. Az AI-rendszerek nagy mennyiségű adatban képesek felismerni olyan mintákat, amelyek nem nyilvánvalóak a humán szakértők számára. A prediktív karbantartás lehetővé teszi a prediktív karbantartást, melynek során az intelligens algoritmusok folyamatosan elemzik a gépadatokat, például a rezgéseket, a hőmérsékletet és az energiafogyasztást, hogy előre jelezzék a karbantartási igényeket, mielőtt költséges meghibásodások következnének be. Ez nemcsak az állásidőt csökkenti, hanem a karbantartási költségeket is optimalizálja.
A számítógépes látórendszerek pedig valós időben elemezhetik a betonfelületeket, és észlelhetik azokat a szabálytalanságokat vagy minőségi hibákat, amelyeket az emberi szem figyelmen kívül hagyna. Ez lehetővé teszi a korrekciók azonnali elvégzését és így az egységes feldolgozást. Azok a gépi tanulási algoritmusok is segítenek, amelyek tanulhatnak a projekt történeti adataiból, és javaslatokat tesznek az optimális feldolgozási paraméterekre. A cél a hatékonyabb munkafolyamatok és az anyagpazarlás csökkentése.
A betonfeldolgozás automatizálása is hatalmas fejlődésen megy keresztül. A modern robotrendszerek már olyan feladatokat is vállalnak, amelyeket korábban kizárólag szakmunkások végeztek. A fejlődést felgyorsítja többek között az építőipari szakképzett munkaerő hiánya. Az autonóm betonfeldolgozó gépek bizonyos megmunkálási feladatokat már önállóan is el tudnak látni. A GPS-vezérlés és a lézertechnológia precíz munkavégzést és állandó minőséget tesz lehetővé, különösen az ismétlődő feladatoknál. Ugyanakkor éjjel-nappal dolgozhatnak, és nem érinti őket a fizikai fáradtság.

Autonóm robotok

Az együttműködő robotok kéz a kézben dolgoznak az emberi kezelőkkel. Ezek a rendszerek vállalják a nehéz, monoton vagy egészséget veszélyeztető feladatokat, míg az ember a kreatív és problémamegoldó tevékenységet. Előny: az alkalmazottak leterheltsége csökken, miközben a termelékenység nő.
Például a Husqvarna Construction forradalmasítani szeretné a betonfeldolgozást az „Autogrinder” segítségével. A gyártó szerint az önműködő padlócsiszolót úgy tervezték, hogy „példátlan szabadságot” kínáljon az építőipari cégeknek. Ez lehetővé tenné az ügyfelek számára, hogy ne csak minden emeletet, hanem „az egész cégüket” is átalakítsák, és ezáltal növeljék a termelékenységet és a jövedelmezőséget.
"Nagyon büszkék vagyunk arra, hogy bemutathattunk egy olyan eszközt, amely valóban átalakítja a padlócsiszolási és polírozási munkák tervezési és kivitelezési módját. A Husqvarna Autogrinder egy úttörő innováció a betonfeldolgozási piacon" - magyarázza Stijn Verherstraeten, a Husqvarna Construction kategóriákért és műveletekért felelős alelnöke. Az Autogrinder 8 D a „PG 8 DR” nevű bolygóműves padlócsiszoló gépen alapul, kettős meghajtású technológiával. A Husqvarna „egyedülálló navigációs rendszerét” és biztonsági beállításait úgy tervezték, hogy a gép önállóan tudjon navigálni köszörülés és polírozás közben, így a kezelők más talajművelési feladatokra összpontosíthatnak.
"Terepen végzett tesztjeink és az üzemeltetőktől kapott visszajelzéseink megerősítik, hogy az Autogrinder fontos előrelépést jelent. Egyértelmű, hogy most új korszakot indítottunk el a padlócsiszolás terén" - hangsúlyozza Joakim Leff-Hallstein, a Husqvarna Construction felület-előkészítésért felelős alelnöke.

Kössön több szén-dioxidot

Emellett a klímaváltozás és a szigorodó környezetvédelmi előírások is újragondolásra kényszerítik a betonipart. A cél az építőanyag minél klímasemlegesebb előállítása; olyan szervezetek dolgoznak ezen, mint a Fraunhofer Institute for Building Physics IBP. A kutatók szerint a „piroszén” például fontos kulcsa a beton klímabarátabbá tételének. A termelés során a növényi maradványokat vagy más szerves anyagokat, például a metánt oxigénszegény légkörben dolgozzák fel. A növényekben található szén legfeljebb 40 százaléka szilárd anyagként raktározódik piroszén formájában. Az integráció révén több szén-dioxid kötődik meg a betonban, mint amennyi a gyártás során kibocsátódik. A kutatók egy eljárást is kidolgoztak a piroszén granulálására. Az előállított (két milliméternél kisebb, a szerk. megjegyzése) adalékanyagokkal helyettesítik a homokot a betonban, így az építőanyag nem csak klímabarátabb, de lényegesen könnyebb is. Ez további szállítási költségeket takaríthat meg.
A jövő betonja után kutatva érdemes a múltba is egy pillantást vetni - Fraunhofer szerint az ókorban használt római beton a modern, fenntartható építőanyagok minden kritériumának megfelel. Cementmentesek, helyben elérhető erőforrásokból, például vulkáni hamuból állnak, tartósak és számos külső hatásnak ellenállnak. Sajnos a kutatók szerint azok a receptek, amelyeken alapultak, elvesztek. A Roman Inspired Cement Innovation by Multi-Analytical Enhanced Research (RICIMER) projektben a szakértők lehetséges recepteket kutatnak annak érdekében, hogy megfejtsék az eredeti készítményeket, beleértve az adalékanyagokat is, és átültessék őket a modern építőanyagokba.
A lúggal aktivált kötőanyagok, az úgynevezett geopolimerek egy másik növekvő kutatási terület. Az olyan tulajdonságokkal, mint a korrózióállóság, a nagy szilárdság és a kiváló hőmérsékletállóság, a felhasználási lehetőségek széles skáláját kínálják, különösen az építőiparban. A Fraunhofer IBP-nél például egy olyan eljárást fejlesztettek ki, amely a Typha (cattail) megújuló nyersanyagból teljes értékű és mindenekelőtt klímabarát építőanyagot, az úgynevezett „Typhaboardot” állít elő. A sokoldalú szigetelő- és falépítő anyag gyékénylevelekből és ásványi kötőanyagból áll, melyeket multifunkcionális panelekké préselnek. A Typhaboard számos olyan tulajdonságot egyesít, amelyek produktív építőanyaggá teszik. Stabil, jó hangszigetelést, kiváló nedvességállóságot biztosít, penészálló, magas szigetelő hatású és magas szintű tűzvédelmet is kínál.