Betongbearbeiding: Digitalisering skaper innovasjon

Betongbearbeiding: Digitalisering skaper innovasjon

Betong er ansett for å være det mest brukte byggematerialet på verdensbasis – ikke så rart, da byggematerialet er både robust og allsidig. Betong er imidlertid også svært krevende å bearbeide, og det jobbes i høy hastighet over hele verden for å videreutvikle materialet. Den tradisjonelt rent mekaniske disiplinen er i ferd med å bli et svært teknisk område preget av digitale teknologier, bærekraftige innovasjoner og intelligente automatiseringsløsninger. Bransjen står overfor utfordringen med å kombinere tradisjonell kompetanse med banebrytende teknologi og samtidig møte økende krav til bærekraft, effektivitet og kvalitet. Selskaper som Husqvarna Construction, Tyrolit og Hilti driver utviklingen fremover med innovasjoner, mens distributører som Kuhn leverer maskinene og spesialiserte tjenesteleverandører som Dimas betongbore- og sagetjeneste bruker løsningene på byggeplasser.
Den økende variasjonen av moderne betongtyper – fra høyytelsesbetong til resirkulerte blandinger – øker kravene til verktøy og maskiner. Tyrolit reagerer på dette, for eksempel med verktøy som er spesielt slitesterke og sikrer høy kuttekvalitet selv med ekstremt harde materialer. Et annet problemområde er de ansattes helse: Støv og støy er blant de største belastningene i arbeidshverdagen. De siste årene har produsenter som Husqvarna Construction og Hilti konsekvent utviklet systemer som reduserer støv gjennom våtkapping eller integrert avsug og samtidig reduserer støyforurensning.
I tillegg til disse tekniske aspektene er det økonomiske presset fortsatt høyt. Byggeprosjekter må gjennomføres på kortest mulig tid; nedetider på grunn av verktøyslitasje eller upresise kutt er kostbare for mange bedrifter. Støvfattige, presise og raske behandlingsmetoder er nå ofte et avgjørende utvalgskriterium for kundene. Ergonomi spiller også en økende rolle – enheter må være lettere, lettere å håndtere og ha mindre vibrasjoner.

Overvinne tradisjonelle tilnærminger

I følge bransjeeksperter har anvendelsen av innovative konsepter, som digital betongproduksjon og prosessautomatisering, potensial til å endre standardteknologiene for betongproduksjon massivt og gi betydelige effektivitetsgevinster så vel som økonomiske og økologiske fordeler til betongkonstruksjon. Building Information Modeling (BIM) har etablert seg som en viktig nøkkelteknologi. Gjennom tredimensjonal visualisering og simulering av konkrete prosesseringsprosesser kan planleggere og utførende identifisere potensielle utfordringer og utvikle løsninger i tidlige prosjektfaser. Integrasjonen av BIM med moderne betongbearbeidingsmaskiner gjør det mulig å utlede prosessparametere direkte fra de digitale modellene og overføre dem til maskinene.
Det er en synlig endring i drevene, for eksempel. Mens bensindrevne enheter lenge har vært dominerende, er produsenter som Hilti og Husqvarna Construction i økende grad avhengig av batteri og elektriske systemer. Fordelene er åpenbare – færre utslipp, lavere støy og fleksibel bruk selv i lukkede rom. Denne utviklingen går hånd i hånd med større digitalisering av enheter. Tyrolit utstyrer for eksempel systemene sine med sensorer som overvåker slitasje eller skjærekvalitet i sanntid og dermed bidrar til å redusere feil.
Skybaserte plattformer kan også brukes til å forbedre overvåking og kontroll av konkrete prosessprosjekter enormt. Slike løsninger muliggjør kontroll, produksjon og overvåking i sanntid – og generelt mer åpenhet. Det finnes blant annet en rekke muligheter for fjernovervåking av byggeplasser, optimalisering av arbeidsprosesser og forebyggende vedlikehold av maskiner.

AI som et fyrtårn av håp

Et felt der utviklingen drives fremover er kunstig intelligens (AI). Bruken av disse i betongbearbeiding er fortsatt i en tidlig fase, men viser allerede lovende tilnærminger. AI-systemer kan gjenkjenne mønstre i store mengder data som ikke er åpenbare for menneskelige eksperter. Prediktivt vedlikehold muliggjør prediktivt vedlikehold, der intelligente algoritmer kontinuerlig analyserer maskindata som vibrasjoner, temperaturer og strømforbruk for å forutsi vedlikeholdsbehov før kostbare feil oppstår. Dette reduserer ikke bare nedetid, men optimaliserer også vedlikeholdskostnadene.
Datasynssystemer kan på sin side analysere betongoverflater i sanntid og oppdage uregelmessigheter eller kvalitetsdefekter som ville bli savnet av det menneskelige øyet. Dette gjør det mulig å foreta rettelser umiddelbart og dermed sikre enhetlig behandling. Maskinlæringsalgoritmer som kan lære av historiske prosjektdata og gi anbefalinger for optimale prosesseringsparametere hjelper også. Målet er mer effektive arbeidsprosesser og redusert materialspill.
Automatiseringen av betongbearbeiding gjør også store fremskritt. Moderne robotsystemer tar allerede på seg oppgaver som tidligere utelukkende ble utført av fagarbeidere. Utviklingen akselereres blant annet av mangel på fagarbeidere i byggebransjen. Autonome betongbearbeidingsmaskiner kan nå utføre visse bearbeidingsoppgaver uavhengig. GPS-kontroll og laserteknologi muliggjør presise arbeidsresultater og konstant kvalitet, spesielt for repeterende oppgaver. Samtidig kan de jobbe døgnet rundt og blir ikke påvirket av fysisk tretthet.

Autonome roboter

Samarbeidende roboter jobber hånd i hånd med menneskelige operatører. Disse systemene tar på seg de vanskelige, monotone eller helsefarlige oppgavene, mens mennesker tar på seg de kreative og problemløsende aktivitetene. Fordel: Arbeidsmengden til ansatte reduseres samtidig som produktiviteten øker.
For eksempel ønsker Husqvarna Construction å revolusjonere betongbehandlingen med «Autogrinder». Ifølge produsenten ble den selvbetjente gulvsliperen designet for å tilby byggefirmaer "enestående frihet". Dette vil tillate kundene å ikke bare transformere hver etasje, men også "hele selskapet deres" og dermed øke produktiviteten og lønnsomheten.
"Vi er veldig stolte over å introdusere en enhet som virkelig vil forvandle måten gulvsliping og poleringsarbeid planlegges og utføres på. Husqvarna Autogrinder er en banebrytende innovasjon i betongprosesseringsmarkedet," forklarer Stijn Verherstraeten, Senior Vice President Category & Operations hos Husqvarna Construction. Autogrinder 8 D er basert på "PG 8 DR", en planetarisk gulvslipemaskin med Dual Drive Technology. Husqvarnas "unike navigasjonssystem" og sikkerhetsinnstillinger er utformet for å la maskinen navigere autonomt under sliping og polering, slik at operatørene kan fokusere på andre jordarbeidingsoppgaver.
"Våre felttester og tilbakemeldinger fra operatører bekrefter at Autogrinder representerer et viktig fremskritt. Det er tydelig at vi nå har innledet en ny æra innen gulvsliping," understreker Joakim Leff-Hallstein, Vice President Product Management Surface Preparation i Husqvarna Construction.

Binder mer karbondioksid

I tillegg tvinger klimaendringer og strengere miljøreguleringer betongindustrien til å tenke nytt. Målet er å produsere byggematerialet så klimanøytralt som mulig; organisasjoner som Fraunhofer Institute for Building Physics IBP jobber med dette. Ifølge forskerne er for eksempel «pyrokull» en viktig nøkkel for å gjøre betong mer klimavennlig. Under produksjonen behandles planterester eller andre organiske stoffer som metan i en oksygenfattig atmosfære. Opptil 40 prosent av karbonet i planter lagres som et fast stoff i form av pyrochar. Gjennom integrering bindes mer karbondioksid i betongen enn det som slippes ut under produksjonen. Forskerne har også utviklet en prosess for å granulere pyrocharen. Med tilslagene som produseres (mindre enn to millimeter, red.anm.) erstatter de sanden i betongen, og gjør byggematerialet ikke bare mer klimavennlig, men også betydelig lettere. Dette kan igjen spare ekstra transportkostnader.
I jakten på fremtidens betong er det også verdt å ta en titt på fortiden – ifølge Fraunhofer oppfyller romersk betong brukt i antikken alle kriteriene for moderne, bærekraftige byggematerialer. De er sementfrie, består av lokalt tilgjengelige ressurser som vulkansk aske, er holdbare og motstandsdyktige mot mange ytre påvirkninger. Dessverre, ifølge forskerne, gikk oppskriftene de var basert på, tapt. I prosjektet Roman Inspired Cement Innovation by Multi-Analytical Enhanced Research (RICIMER) forsker eksperter på mulige oppskrifter for å tyde de originale formuleringene, inkludert tilsetningsstoffer, og overføre dem til moderne byggematerialer.
Alkalisk-aktiverte bindemidler, såkalte geopolymerer, er et annet voksende forskningsfelt. Med egenskaper som korrosjonsbestandighet, høy styrke og utmerket temperaturbestandighet, tilbyr de et bredt spekter av mulige bruksområder, spesielt innen konstruksjon. Hos Fraunhofer IBP ble det for eksempel utviklet en prosess for å produsere et fullverdig og fremfor alt klimavennlig byggemateriale av det fornybare råmaterialet Typha (cattail), det såkalte «Typhaboard». Det allsidige isolasjons- og veggbyggematerialet består av starrblader og et mineralbindemiddel, som presses til multifunksjonelle paneler. Typhaboard kombinerer mange egenskaper som gjør det til et produktivt byggemateriale. Den er stabil, gir god lydisolering, utmerkede fuktegenskaper, er muggbestandig, har en høy isolerende effekt og tilbyr også høy brannbeskyttelse.