Betono apdorojimas: skaitmeninimas sukuria naujoves

Betono apdorojimas: skaitmeninimas sukuria naujoves

Betonas plačiai laikomas labiausiai naudojama statybine medžiaga visame pasaulyje – nieko nuostabaus, nes statybinė medžiaga yra ir tvirta, ir universali. Tačiau betonas taip pat yra labai reiklus apdirbimui, o visame pasaulyje intensyviai dirbama siekiant toliau tobulinti medžiagą. Tradiciškai grynai mechaninė disciplina tampa itin technine sritimi, kuriai būdingos skaitmeninės technologijos, tvarios inovacijos ir pažangūs automatikos sprendimai. Pramonė susiduria su iššūkiu derinti tradicinius įgūdžius su pažangiausiomis technologijomis ir patenkinti didėjančius tvarumo, efektyvumo ir kokybės reikalavimus. Tokios įmonės kaip „Husqvarna Construction“, „Tyrolit“ ir „Hilti“ skatina plėtrą su naujovėmis, o platintojai, tokie kaip „Kuhn“, teikia mašinas, o specializuotų paslaugų teikėjai, tokie kaip „Dima“ betono gręžimo ir pjovimo tarnyba, naudoja sprendimus statybvietėse.
Didėjanti šiuolaikinių betono rūšių įvairovė – nuo ​​didelio našumo betono iki perdirbtų mišinių – didėja įrankiams ir mašinoms keliami reikalavimai. Tyrolit į tai reaguoja, pavyzdžiui, su įrankiais, kurie yra ypač patvarūs ir užtikrina aukštą pjovimo kokybę net ir naudojant itin kietas medžiagas. Kita probleminė sritis – darbuotojų sveikata: dulkės ir triukšmas yra viena didžiausių naštų kasdieniame darbe. Pastaraisiais metais tokie gamintojai kaip „Husqvarna Construction“ ir „Hilti“ nuosekliai kūrė sistemas, kurios sumažina dulkes per šlapią pjovimą arba integruotą nusiurbimą ir tuo pačiu sumažina triukšmo taršą.
Be šių techninių aspektų, ekonominis spaudimas taip pat išlieka didelis. Statybos projektai turi būti įgyvendinti per trumpiausią įmanomą laiką; prastovos dėl įrankių nusidėvėjimo ar netikslių pjūvių daugeliui įmonių kainuoja brangiai. Mažai dulkių, tikslūs ir greiti apdorojimo metodai dabar dažnai yra lemiamas klientų pasirinkimo kriterijus. Ergonomika taip pat vaidina vis didesnį vaidmenį – įrenginiai turi būti lengvesni, lengviau valdomi ir mažiau vibruoti.

Tradicinių metodų įveikimas

Pramonės ekspertų teigimu, naujoviškų koncepcijų, tokių kaip skaitmeninė betono gamyba ir procesų automatizavimas, taikymas gali iš esmės pakeisti standartines betono gamybos technologijas ir atnešti reikšmingą efektyvumo padidėjimą bei ekonominę ir ekologinę naudą betono statybai. Pastato informacinis modeliavimas (BIM) įsitvirtino kaip svarbi pagrindinė technologija. Naudodami trimatę vizualizaciją ir konkrečių apdorojimo procesų modeliavimą, planuotojai ir vykdytojai gali nustatyti galimus iššūkius ir sukurti sprendimus ankstyvosiose projekto fazėse. BIM integravimas su šiuolaikinėmis betono apdirbimo staklėmis leidžia tiesiogiai iš skaitmeninių modelių išvesti apdorojimo parametrus ir perkelti juos į mašinas.
Pavyzdžiui, matomi diskų pokyčiai. Nors jau seniai dominuoja benzinu varomi įrenginiai, tokie gamintojai kaip Hilti ir Husqvarna Construction vis labiau pasikliauja baterijomis ir elektros sistemomis. Privalumai akivaizdūs – mažesnė emisija, mažesnis triukšmas ir lankstus naudojimas net uždarose patalpose. Ši plėtra vyksta kartu su didesniu įrenginių skaitmeninimu. Pavyzdžiui, Tyrolit savo sistemose aprūpina jutiklius, kurie realiu laiku stebi nusidėvėjimą ar pjovimo kokybę ir taip padeda sumažinti gedimus.
Debesis pagrįstos platformos taip pat gali būti naudojamos labai pagerinti konkrečių apdorojimo projektų stebėjimą ir kontrolę. Tokie sprendimai leidžia valdyti, gaminti ir stebėti realiu laiku – ir apskritai daugiau skaidrumo. Be kita ko, yra įvairių galimybių nuotoliniam statybų aikštelių stebėjimui, darbo procesų optimizavimui ir profilaktinei mašinų priežiūrai.

AI kaip vilties švyturys

Viena sritis, kurioje vystymasis skatinamas, yra dirbtinis intelektas (AI). Jų naudojimas betono apdirbimui vis dar yra pradiniame etape, bet jau rodo daug žadančių metodų. AI sistemos gali atpažinti modelius dideliuose duomenų kiekiuose, kurie nėra akivaizdūs žmonių ekspertams. Nuspėjama priežiūra leidžia numatyti techninę priežiūrą, kai išmanieji algoritmai nuolat analizuoja mašinos duomenis, pvz., vibraciją, temperatūrą ir energijos suvartojimą, kad galėtų numatyti priežiūros poreikius prieš įvykstant brangiems gedimams. Tai ne tik sumažina prastovų laiką, bet ir optimizuoja priežiūros išlaidas.
Kompiuterinės regos sistemos savo ruožtu gali analizuoti betoninius paviršius realiu laiku ir aptikti nelygumus ar kokybės defektus, kurių nepastebėtų žmogaus akis. Tai leidžia nedelsiant atlikti pataisymus ir taip užtikrinti vienodą apdorojimą. Taip pat padeda mašininio mokymosi algoritmai, galintys mokytis iš istorinių projekto duomenų ir pateikti rekomendacijas dėl optimalių apdorojimo parametrų. Tikslas – efektyvesni darbo procesai ir mažesnis medžiagų atliekų kiekis.
Didžiulę pažangą daro ir betono apdirbimo automatizavimas. Šiuolaikinės robotų sistemos jau imasi užduočių, kurias anksčiau atlikdavo tik kvalifikuoti darbuotojai. Plėtrą, be kita ko, spartina kvalifikuotų darbuotojų trūkumas statybų pramonėje. Autonominės betono apdirbimo mašinos dabar gali savarankiškai atlikti tam tikras apdorojimo užduotis. GPS valdymas ir lazerinė technologija užtikrina tikslius darbo rezultatus ir pastovią kokybę, ypač atliekant pasikartojančias užduotis. Tuo pačiu metu jie gali dirbti visą parą ir jų neveikia fizinis nuovargis.

Autonominiai robotai

Bendradarbiaujantys robotai dirba kartu su žmonėmis. Šios sistemos prisiima sudėtingas, monotoniškas ar sveikatai pavojingas užduotis, o žmonės – kūrybinę ir problemų sprendimo veiklą. Privalumas: mažėja darbuotojų darbo krūvis, tuo pačiu didėja našumas.
Pavyzdžiui, „Husqvarna Construction“ nori pakeisti betono apdorojimą naudodama „Autogrinder“. Gamintojo teigimu, savaeigis grindų šlifuoklis buvo sukurtas tam, kad statybos įmonėms būtų suteikta „precedento neturinti laisvė“. Tai leistų klientams pakeisti ne tik kiekvieną aukštą, bet ir „visą savo įmonę“ ir taip padidinti našumą bei pelningumą.
"Labai didžiuojamės galėdami pristatyti įrenginį, kuris tikrai pakeis grindų šlifavimo ir poliravimo darbų planavimą ir atlikimą. Husqvarna Autogrinder yra novatoriška naujovė betono apdirbimo rinkoje", - aiškina Stijn Verherstraeten, "Husqvarna Construction" vyresnysis viceprezidentas kategorijai ir operacijoms. „Autogrinder 8 D“ yra pagrįsta „PG 8 DR“ planetine grindų šlifavimo mašina su dvigubos pavaros technologija. Husqvarna „unikali navigacijos sistema“ ir saugos nustatymai yra sukurti taip, kad mašina galėtų savarankiškai naršyti šlifavimo ir poliravimo metu, todėl operatoriai gali sutelkti dėmesį į kitas žemės dirbimo užduotis.
"Mūsų lauko bandymai ir operatorių atsiliepimai patvirtina, kad "Autogrinder" yra svarbus žingsnis. Akivaizdu, kad dabar pradėjome naują grindų šlifavimo erą", - pabrėžia Joakimas Leffas-Hallsteinas, "Husqvarna Construction" gaminių valdymo paviršiaus paruošimo viceprezidentas.

Suriškite daugiau anglies dioksido

Be to, klimato kaita ir griežtesni aplinkosaugos reikalavimai verčia betono pramonę permąstyti. Siekiama, kad statybinė medžiaga būtų kuo neutralesnė klimatui; tokios organizacijos kaip Fraunhoferio pastatų fizikos institutas IBP dirba ties tuo. Tyrėjų teigimu, pavyzdžiui, „piroanglis“ yra svarbus raktas, kad betonas būtų draugiškesnis klimatui. Gamybos metu augalų liekanos ar kitos organinės medžiagos, tokios kaip metanas, yra apdorojamos atmosferoje, kurioje stinga deguonies. Iki 40 procentų augaluose esančios anglies kaupiasi kaip kieta medžiaga pirocharos pavidalu. Integruojant betone surišama daugiau anglies dioksido, nei išsiskiria gaminant. Tyrėjai taip pat sukūrė pirocharo granuliavimo procesą. Su gaminamais užpildais (mažesniais nei du milimetrai, red. pastaba) jie pakeičia betone esantį smėlį, todėl statybinė medžiaga tampa ne tik draugiškesnė klimatui, bet ir žymiai lengvesnė. Tai savo ruožtu galėtų sutaupyti papildomų transporto išlaidų.
Ieškant ateities betono verta žvilgtelėti ir į praeitį – anot Fraunhoferio, senovėje naudotas romėniškas betonas atitinka visus šiuolaikinių, tvarių statybinių medžiagų kriterijus. Juose nėra cemento, juos sudaro vietiniai ištekliai, pvz., vulkaniniai pelenai, jie yra patvarūs ir atsparūs daugeliui išorinių poveikių. Deja, pasak tyrėjų, receptai, kuriais jie buvo pagrįsti, buvo prarasti. Projekte „Roman Inspired Cement Innovation by Multi-Analytical Enhanced Research“ (RICIMER) ekspertai tiria galimus receptus, siekdami iššifruoti originalias formules, įskaitant priedus, ir perkelti jas į šiuolaikines statybines medžiagas.
Šarminiais aktyvuotais rišikliais, vadinamaisiais geopolimerais, yra dar viena auganti tyrimų sritis. Dėl tokių savybių kaip atsparumas korozijai, didelis stiprumas ir puikus atsparumas temperatūrai, jie siūlo platų galimų panaudojimo spektrą, ypač statybose. Pavyzdžiui, Fraunhofer IBP buvo sukurtas procesas, skirtas gaminti visavertę ir, svarbiausia, klimatui nekenksmingą statybinę medžiagą iš atsinaujinančios žaliavos Typha (cattail), vadinamąją „Typhaboard“. Universali izoliacinė ir sienų statybinė medžiaga susideda iš katžolės lapų ir mineralinio rišiklio, kurie presuojami į daugiafunkcines plokštes. Typhaboard sujungia daugybę savybių, dėl kurių ji yra produktyvi statybinė medžiaga. Jis yra stabilus, pasižymi gera garso izoliacija, puikiomis drėgmės savybėmis, yra atsparus pelėsiui, turi aukštą izoliacinį poveikį ir taip pat pasižymi aukštu priešgaisrinės apsaugos lygiu.