Smart beton

Arten von intelligentem Beton

Mit dem Fortschritt der Gesellschaft steigt auch der Bedarf an effizienter, stabiler und langlebiger Infrastruktur. Es wird erwartet, dass die Weltbevölkerung bis 2050 9,7 Milliarden erreichen wird, was zu einem erhöhten Bedarf an Urbanisierung und Wohnraum führt. Das Bevölkerungswachstum gepaart mit der rasanten Entwicklung der Technologie hat zur Entstehung von **intelligentem Beton** geführt, einem neuen Sensor-Systemdesign, das der Baubranche moderne und dauerhafte Lösungen bietet.

Laut dem American Concrete Institute wird **intelligenter Beton** typischerweise mit funktionalen Additiven wie Sensoren und motorisierten Komponenten gemischt, die durch Datenerfassung, Sensor-Feedback und drahtlose Kommunikation Informationen liefern, die für die Baubetrachtung unerlässlich sind.

• Selbstüberwachender Beton:

  Diese Art von intelligentem Beton kann seine Temperatur, Dehnung, Spannung und andere Parameter messen, was auf die piezoresistiven oder leitfähigen Additive in der Betonmischung zurückzuführen ist. Dieser selbstüberwachende Beton ermöglicht die Echtzeitüberwachung der strukturellen Gesundheit und Leistung.

• Selbstheilender Beton:

  Die Zugabe von Bakterien oder Mikrokapseln, die Heilmittel enthalten, zur Betonmischung ermöglicht es dem Beton, sich bei Auftreten von Rissen zu verändern und selbst zu heilen, wodurch die Haltbarkeit verbessert und die Wartungskosten gesenkt werden.

• Licht emittierender Beton:

  Dieser Betontyp enthält Lichtwellenleitertechnologie oder Leuchtdioden (LEDs), die für dekorative Zwecke oder zur Bereitstellung von visuellen Anzeigen und zur Erhöhung der Sicherheit verwendet werden können.

• Thermochromer Beton:

  Intelligenter Beton ändert seine Farbe als Reaktion auf Temperaturschwankungen und bietet so visuelle Hinweise auf Temperaturänderungen oder potenziell gefährliche Bedingungen.

Mit dem Fortschritt der intelligenten Betontechnologie wird die Bandbreite der Anwendungen in verschiedenen Branchen weiter wachsen. Diese Arten von intelligentem Beton haben spezifische Funktionen und Verwendungen. So wird die Selbstüberwachungsfunktion im Brücken- und Straßenbau verwendet, um die strukturelle Gesundheit in Echtzeit zu überwachen. Die Selbstheilungsfähigkeit erhöht die Lebensdauer des Betons und senkt die Wartungskosten. Gleichzeitig werden Leucht- und Thermochromfunktionen häufiger eingesetzt, um architektonische Meisterwerke zu schaffen. Sie könnten auch in Fällen eingesetzt werden, in denen die Sicherheit höchste Priorität hat.

Spezifikation & Wartung

Die Spezifikationen variieren je nach Art des intelligenten Betons.

• Funktionale Eigenschaften: Jede Art von intelligentem Beton hat eine andere funktionale Eigenschaft. So kann photokatalytischer intelligenter Beton sich selbst reinigen, während sich selbstheilender Beton möglicherweise selbst reparieren kann. Die spezifische funktionale Eigenschaft bestimmt, wie sich jede Art von intelligentem Beton verhält und mit seiner Umgebung interagiert.
• Mischungsverhältnisse: Die Verhältnisse der Materialien, die zur Herstellung jeder Art von intelligentem Beton verwendet werden, können sich auf seine funktionellen Eigenschaften auswirken. So bestimmt beispielsweise die Menge an Zement, die in selbstheilendem Beton verwendet wird, wie effektiv er sich selbst heilen kann. Ebenso bestimmt die Menge an Titandioxid, die in photokatalytischem intelligentem Beton verwendet wird, seine Selbstreinigungseffizienz.
• Umweltbedingungen: Die Wirksamkeit von intelligentem Beton kann auch von den Umweltbedingungen beeinflusst werden. So funktioniert beispielsweise die Selbstreinigungseffizienz von photokatalytischem intelligentem Beton möglicherweise nur bei bestimmten Lichtverhältnissen. Ebenso kann die Selbstheilungsfähigkeit von selbstheilendem Beton unter feuchten Bedingungen effektiver sein.

Um die funktionelle Leistung von intelligentem Beton zu maximieren, ist es wichtig, auch andere Faktoren zu berücksichtigen, die für die Festigkeit und Haltbarkeit von intelligentem Beton von entscheidender Bedeutung sind. Dazu gehört die Einhaltung der folgenden Punkte:

• Feuchtigkeitskontrolle: Die Selbstreinigungseffizienz von photokatalytischem intelligentem Beton hängt vom Vorhandensein von Wasser ab. Daher ist es wichtig sicherzustellen, dass der Beton während seiner gesamten Lebensdauer gut befeuchtet bleibt. Dies kann regelmäßige Wasserhärtung oder die Implementierung von feuchtigkeitshaltenden Oberflächenbehandlungen beinhalten.
• UV-Exposition: Der Selbstreinigungsprozess von photokatalytischem intelligentem Beton beruht auf UV-Licht. Um das Selbstreinigungspotenzial zu maximieren, ist es wichtig sicherzustellen, dass der Beton ausreichend UV-Licht ausgesetzt ist. Dies kann die Minimierung der Beschattung durch benachbarte Gebäude oder die Verwendung von künstlichen UV-Quellen in bestimmten Anwendungen beinhalten.
• Effektive Rissüberwachung: Bei selbstheilendem Beton ist es wichtig, die Rissbildung und -ausbreitung aktiv zu überwachen. Regelmäßige Inspektionen sollten durchgeführt werden, um das Vorhandensein von Rissen zu erkennen und den Heilungsprozess zu beurteilen. Eine frühzeitige Erkennung von Rissen ermöglicht optimale Heilungsbedingungen und stellt die langfristige Leistung des intelligenten Betons sicher.

Szenarien von intelligentem Beton

Anwendungsgebiete

• Infrastrukturentwicklung

  Intelligenter Beton wird in vielen verschiedenen Infrastrukturprojekten eingesetzt, wie z. B. Straßen, Brücken, Tunnel und Staudämme. So kann beispielsweise im Straßenbau die Verwendung von selbstheilendem intelligentem Beton dazu beitragen, die Wartungskosten zu senken und die Lebensdauer der Straße zu verlängern.

• Urbaner Bau

  Im städtischen Bauwesen kann intelligenter Beton zum Bau städtischer Infrastruktur eingesetzt werden. So kann beispielsweise im Gebäudebau verschleißfester intelligenter Beton für stark frequentierte Bereiche wie Flure und Foyers verwendet werden, superhydrophober intelligenter Beton kann zur Vermeidung von Wandfeuchtigkeit und zum Trockenhalten der Wände eingesetzt werden, und temperaturregulierender intelligenter Beton kann verwendet werden, um eine stabile Temperatur im Gebäudeinneren zu halten.

• Smart-City-Bau

  Beim Bau einer Smart City kann intelligenter Beton zur Unterstützung verschiedener Sensornetzwerke und der Informationsintegration eingesetzt werden. So kann beispielsweise beim Bau eines Smart Grid intelligenter Beton zum Bau intelligenter Übertragungstürme und Umspannwerke sowie zur Verlegung intelligenter Kabel eingesetzt werden.

• Windkraft- und Solarenergieerzeugung

  Im Bereich der erneuerbaren Energien spielt intelligenter Beton eine entscheidende Rolle. So kann beispielsweise beim Bau von Solarstromanlagen photokatalytischer intelligenter Zement die Luft in der Umgebung reinigen und die Luftqualität verbessern. Beim Bau von Windkraftanlagen kann piezoelektrischer intelligenter Beton verwendet werden, um die Energie der Windkraft zu nutzen und so die Energieverwertungseffizienz des Kraftwerks zu verbessern.

Vorteile

• Lange Lebensdauer

  Ein großer Vorteil von intelligentem Beton ist seine potenzielle Langlebigkeit. So kann sich selbstheilender Beton bei Rissbildung selbst reparieren, was die Lebensdauer des Materials verlängern und den Bedarf an Reparaturen und Austausch verringern kann.

• Geringere Umweltbelastung

  Darüber hinaus kann intelligenter Beton auch die Umweltbelastung verringern. So kann sich selbstreinigender Beton den Bedarf an Reinigungschemikalien reduzieren und den Schadstoffgehalt senken, wodurch die Umweltbelastung verringert wird.

• Kostengünstig

  Schließlich kann intelligenter Beton langfristig kostengünstiger sein. Auch wenn die Anschaffungskosten höher sein können, kann die Langlebigkeit und die geringere Umweltbelastung langfristig Geld sparen.

So wählen Sie intelligenten Beton

Beim Kauf von intelligentem Beton für den geschäftlichen Einsatz sollten die folgenden Faktoren berücksichtigt werden.

• App-intelligenter Beton

  Berücksichtigen Sie eine intelligente Beton-App, die die Fernüberwachung und -steuerung des Betonstatus ermöglicht. Suchen Sie beispielsweise nach einer App, mit der Bauarbeiter feststellen können, wann der Beton abgebunden ist und einsatzbereit ist. Dies trägt dazu bei, Verzögerungen zu vermeiden und einen effizienten Betrieb zu gewährleisten.

• Öko-intelligenter Beton

  Öko-intelligenter Beton, der die CO₂-Emissionen reduziert, sollte die erste Wahl für ein Unternehmen sein. Wenn öko-intelligenter Beton zusätzliche zementartige Materialien wie Flugasche, Schlacke oder Silikastaub enthält, sollte er priorisiert werden. Solche Materialien verbessern nicht nur die Eigenschaften des Betons, sondern tragen auch zu einer nachhaltigeren Bauweise bei, indem sie die mit der herkömmlichen Betonproduktion verbundenen Umweltbelastungen minimieren.

• Selbstheilungsfähigkeit

  Intelligenter Beton mit Selbstheilungsfähigkeiten sollte beim Kauf von intelligentem Beton für den geschäftlichen Einsatz priorisiert werden. Selbstheilender Beton kann Risse unabhängig voneinander reparieren, wodurch die Langlebigkeit der Konstruktion erhöht und der Wartungsbedarf verringert wird. Diese innovative Eigenschaft stellt einen bedeutenden Fortschritt in der Betontechnologie dar und bietet zusätzliche Haltbarkeit und Kosteneffizienz für verschiedene Bauprojekte.

• Datenverfolgung

  Beim Kauf von intelligentem Beton für kommerzielle Zwecke sollte Beton gesucht werden, der das Potenzial hat, Informationen über seine Situation und Leistung zu sammeln und zu verteilen. Diese Art von Beton ist mit Sensoren ausgestattet, um wichtige Kennzahlen wie Temperatur, Feuchtigkeit, Festigkeit und andere relevante Daten zu erfassen und weiterzuleiten. Durch die Integration von Beton mit Sensorfunktionen können Bauunternehmen proaktive Maßnahmen ergreifen, die Wartung verbessern und eine optimale Leistung während der gesamten Lebensdauer ihrer Bauwerke gewährleisten.

Häufig gestellte Fragen zu intelligentem Beton

F1: Wird intelligenter Beton mit der Zeit intelligenter?

A1: Nur bestimmte Arten von intelligentem Beton, wie z. B. selbstheilender Beton, können mit der Zeit intelligenter werden. Es ist wichtig zu beachten, dass sich verschiedene Formen von intelligentem Beton unter verschiedenen Bedingungen oder in verschiedenen Umgebungen verändern oder anpassen können.

F2: Kann intelligenter Beton den Menschen Geld sparen?

A2: Die Verwendung von intelligentem Beton kann den Menschen langfristig Geld sparen. Auch wenn er teurer sein kann, kann er aufgrund seiner Haltbarkeit die Wartungskosten senken. Auch seine Effizienz bei der Temperaturregulierung kann die Energiekosten senken.

F3: Wie lange kann intelligenter Beton halten?

A3: Die Lebensdauer von intelligentem Beton hängt von der Art des intelligenten Betons, seiner Mischung und den Bedingungen ab, denen er ausgesetzt ist. So kann selbstheilender Beton bis zu 200 Jahre halten, da sein Heilungsmechanismus es ihm ermöglicht, Risse ohne Hilfe von außen zu reparieren.