Forschung zu Beton 4.0
Die Mischung machts
Geht es um die Zukunft des Bauens mit Beton, stehen meist Betone oder Techniken im Vordergrund, mit denen eine Reduktion der Masse beziehungsweise des Zementanteils erreicht werden kann. Doch Hochleistungsmaterialien, wie zum Beispiel Ökobetone oder Betone mit rezyklierten Gesteinskörnungen auf der Grundlage stark klinkerreduzierter Zemente haben eines gemeinsam: Sie beruhen auf komplexen Rezepturen, sind beileibe keine Dreistoffsysteme aus den Grundzutaten Wasser, Zement und Gesteinskörnung mehr, sondern setzen sich aus sechs, acht oder sogar zehn Stoffen zusammen.
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Die intelligente Aussteuerung der Betoneigenschaften im Mischungsprozess ist eines der Forschungsfelder des Instituts für Baustoffe an der Leibniz-Universität Hannover.
Bild: Institut für Baustoffe, Leibniz-Universität Hannover
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Dabei sollen etwa die Frischbetoneigenschaften automatisch zurück an die intelligente Mischmaschine übermittelt werden, die die Rezeptur auf dieser Grundlage anpassen kann.
Bild: Institut für Baustoffe, Leibniz-Universität Hannover
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Die intelligente automatisierte Aussteuerung der Betoneigenschaften im Mischungsprozess ist eines der Forschungsfelder des Instituts für Baustoffe an der Leibniz-Universität Hannover. Unter der Leitung von Professor Michael Haist wird unter anderem untersucht, wie sich Industrie-4.0-Techniken auf den Betonbau übertragen lassen.
Im Moment erfolge der komplette Prozess vom Ausgangsstoff über die Betonherstellung bis hin zu Lieferung und Einbau quasi rein empirisch, also auf der Basis von Erfahrungswerten, so Haist. Das hat zur Folge, dass mit großen Sicherheitspuffern gearbeitet wird – der Beton wird leistungsfähiger konzipiert, als er sein müsste, um die gewünschten Eigenschaften sicher gewährleisten zu können und keine Risiken einzugehen.
Es fehlen Algorithmen, mit denen sich die Mischungszusammensetzung anhand der gewünschten Eigenschaften des Betons berechnen lassen. Diese müssten so ausgelegt sein, dass die Mischmaschine über neuronale Netze – künstliche Intelligenz – lernt, mit Streuungen der Materialeigenschaften umzugehen und diese auszugleichen. Nötig sind dafür entsprechende Sensoren, die unter anderem die tatsächliche Sieblinie der Gesteinskörnungen oder die Beschaffenheit anderer Betonausgangsstoffe erkennen und dadurch Rückschlüsse auf die Eigenschaften beziehungsweise die Verarbeitbarkeit des Baustoffs ermöglichen. Weiterhin habe man in Hannover auch Technologien zur voll-digitalen Qualitätssicherung des Betons auf der Baustelle entwickelt, so Haist.
Wie solche Methoden der Aussteuerung und Qualitätssicherung in
den Bauprozess integriert werden können, erforscht die Leibniz
Universität Hannover auch zusammen mit zahlreichen Partnern als
Projektkonsortium ReCyCONtrol. Im Mittelpunkt des Konsortiums steht
dabei die automatisierte selbstlernende Produktion robuster
Ressourcenschutzbetone.
Fachwissen zum Thema
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