Beton 4.0 – Selbstlernende digitale Produktionstechniken für nachhaltige Betone

Mit dem Green Deal hat sich Europa darauf verständigt, bis 2050 klimaneutral zu sein und die Nutzung von Primärressourcen zu minimieren. Bei der Realisierung dieser Ziele spielt die ressourcenintensive Bauindustrie eine entscheidende Rolle, die allein in Deutschland für circa 40 % der Treibhausgasemissionen verantwortlich ist. Eine gezielte Reduktion des Zementeinsatzes, aber auch die gezielte Nutzung
von Sekundärrohstoffen wie z. B. Betonrezyklat sind wichtige Bausteine bei der Dekarbonisierung der Branche.

Der Schlüssel zur signifikanten Steigerung des Einsatzes von Beton-rezyklaten im Beton und anderen bislang ungenutzten Reststoffen liegt u. a. in der Entwicklung von Technologien, mit denen es gelingt, den Einfluss von Schwankungen der Betonausgangsstoffe auf das Endprodukt
kontinuierlich zu erfassen und zu kompensieren, um dabei die Wirtschaftlichkeit und Umweltbilanz des Endprodukts zu optimieren.

Zielsetzung des Verbundprojekts ReCyCONtrol ist es, die Nachhaltigkeit und Ressourceneffizienz bei der Herstellung von Beton signifikant zu steigern, indem die technischen Voraussetzungen geschaffen werden, um bislang aufgrund zu großer Materialstreuungen ungeeignete Rohstoffe einsetzen zu können. Dies erfolgt durch die Einführung automatisierter, selbstlernender Prozessüberwachungs- und -steuerungsmethoden bei der Betonherstellung. Der Einsatz dieser im Betonbau bislang unbekannten Methoden soll es gestatten, auf allgegenwärtige, aus Qualitätssicherungsgründen erforderliche große Vorhaltemaße verzichten zu können.

Im Zentrum der Arbeiten des Konsortiums steht die Entwicklung neuartiger sensordatenbasierter Methoden, mittels derer sowohl die Eigen-
schaften der Ausgangsstoffe als auch die Eigenschaften des frischen Betons in Echtzeit erfasst werden können. Diese Daten dienen dann als Grundlage für die Entwicklung selbstlernender Regelkreisläufe, die auf Methoden der künstlichen Intelligenz (KI) beruhen. Die tatsächliche Aussteuerung ggf. vom Sollwert abweichender Betoneigenschaften kann dann mittels eines Mehrkomponenten-Additivsystems ebenfalls in Echtzeit erfolgen. Die Kombination dieser Techniken ermöglicht es, ein deutlich breiteres Spektrum von Rezyklaten bei der Betonproduktion sicher einzusetzen und außerdem aufgrund der zielsicheren Qualitätsüberwachung des Betons Zement einzusparen.