Beton Üretim Maliyetinin ve Karbon Ayak İzinin Otomasyon İle Azaltılması

Taşınmakta olan betonun yönetimi ile ilgili teknolojiler, maliyetli beton üretimi zorluklarını çözmeye ve karbon ayak izini azaltmaya nasıl yardımcı olabilir?

Beton, altyapımızın çoğu kısmının temelidir. Bununla birlikte, beton üretim süreci uzun yıllardır nispeten değişmeden kalmıştır. Betonun oluşturulmasından, taşınmasına, tesise geri dönen betonu nihai olarak kullanmaya kadar, hazır beton üreticilerinin verimliliği artırmasına ve malzeme atıklarını azaltmasına, böylece maliyetlerini düşürmenin yanı sıra daha sürdürülebilir hâle gelmesine yardımcı olacak fırsatlar bulunmaktadır.

Ulusal Hazır Beton Birliği, ABD’deki hazır beton teslimatlarının %3-5’inin şantiyede reddedildiğini tahmin etmektedir.

Beton içeriği %10 çimento, %20 su, %30 kum ve %40 kırma taştan oluşur. Karışım tasarımı, betonun nasıl kullanılacağına bağlı olarak değişebilir.

Çimento, CO₂ üreten kireç taşının yüksek sıcaklıklarda ısıtılması yoluyla üretilir.

Hazır beton üreticilerinin karşılaştığı en büyük zorluklardan ikisi, bilgiye dayalı kararlar almak için mevcut bilgi eksikliği ile süreç değişkenliğini ve israfı azaltmak için gereken sistemlerin otomasyonudur.

Sorunlar: Su

Hazır beton üreticileri, her gün ürünün nasıl görünmesi ve performansının nasıl olması gerektiği konusunda farklı bakış açılarına sahip birden fazla kişiyle etkileşime girer. Süreç boyunca, alınan bazı görevler ya da kararlar, ürünün bütünlüğü üzerinde risk oluşturabilir. Örneğin, transmikser operatörleri ve şantiye ekipleri taze betona su eklemeye yönelik karar alabilir. Endüstride bitmiş yapılardaki kusurların en büyük nedeni kontrolsüz su ilaveleridir. Çoğu kez, kontrolsüz su ilavesinin etkisi, beton katılaşana kadar görülmez.

Diğer bir önemli konu da, taşıma sırasında betonun izlenmesidir. Beton teslim edilirken, karışımın izlenmesi nadirdir veya hiç izlenmemektedir. Betonun çökme deney sonucu tasarlanan aralığın dışına düşebilir.

Bu sorunlar nedeniyle, Ulusal Hazır Beton Birliği, ABD’deki hazır beton teslimatlarının %3-5’inin şantiyede çeşitli nedenlerle reddedilmektedir. Örneğin birtakım gerekliliklerin yerine getirilememesinden dolayı bazı betonlar çoğu zaman çöpe atılır ki bu da üretici için pahalı ve kaynak israfıdır. Aynı zamanda müşteri memnuniyetini ve çevreyi etkiler.

Bu da, ikinci bir soruna yol açmaktadır: taşınan beton reddedilmese bile, sürece dâhil olan çok fazla kişi olduğu için betondan betona değişkenlik söz konusu olabilir. Aynı karışım tasarımı sipariş edilmiş olsa bile, eklenen herhangi bir su karışımı değiştirebilir. Bu tutarsızlıkları azaltmak için, hazır beton üreticisinin, genellikle karışıma fazladan çimento ekleyerek, beton karışım içeriğini değiştirmesi ve güvenlik faktörünü artırması gerekir. Bu da, karışımın maliyetini ve karbon ayak izini artırır.

Otomasyon ve Kontrol

Taşınmakta olan betonun yönetimi (ITCM), taze beton üretiminde süreç görünürlüğü ve otomasyon açısından yapbozun son parçalarından birisidir. ITCM, süreç içinde, vasfı ya da yetkisi olmayan kişiler tarafından alınan kararları ve eylemleri ortaya çıkarabilir. Veriler bir web portalı ve mobil uygulama üzerinden gerçek zamanlı olarak mevcut olduğundan, üreticinin nesnel verilere anında müdahale etmesine ve tekrarlayan durumları önlemek üzere gerektiğinde eğitim vermesine olanak tanımaktadır.

ITCM, betonun spesifikasyona uygun gelmesini sağlayarak ve kontrolsüz su ilavesini meydana gelir gelmez görünür hâle getirerek, saha davranışı ve onun bitmiş ürün üzerindeki etkisi hakkında bilgi sağlar. Bu sayede üreticinin müşterileri yönetmesine, yanıt vermesine ve sorunları çözmesine olanak tanır. Bu da, müşterinin betonu amacına uygun kıvamda sipariş etmesi ya da farklı önlemler alması ile sonuçlanabilir.

Döngü sürelerinin %10 azaltılması, transmikserlerin daha verimli kullanılabileceği ve projelerin vardiya başına daha fazla beton dökebileceği anlamına gelmektedir.

ITCM’nin bir örneği, GCP firmasının VERIFI Taşıma Hâlindeki Beton Yönetim Sistemi’dir. Sistem, beton şantiyeye taşınırken üreticilerin beton özelliklerini izlemesine, ölçmesine ve yönetmesine olanak tanıyan gerçek zamanlı verileri toplamak için hazır beton kamyonlarına monte edilen sensörleri kullanmaktadır. Veriler, taşıttaki bilgisayarlardan buluta her 15 saniyede bir durum göndererek, üretici ve müteahhit ekiplerin telefon, tablet ve dizüstü bilgisayarlardan veriye ulaşmasını sağlar. VERIFI, 90 milyardan fazla reolojik veri noktası toplamak üzere 20’den fazla farklı transmikser tipi ve on yılı aşkın süredir yüzlerce beton türünden, araştırma ve geliştirme verilerini kullanmaktadır.

Suyu Kontrol Etme

Faydalar arasında çok sulu veya ayrışma nedeniyle reddedilen betonun ve bununla ilişkili etkisinin sınırlandırılması, yüklenici memnuniyetinin artırılması ve daha az atık beton çıkmasıyla sürecin karbon ayak izinin azaltılması yer alır. Basınç dayanımı testleri için alınan numuneler, kontrolsüz su ilavesi yapılmış yüklerden alınma olasılıkları giderek azaldıkça, zamanla daha yüksek mukavemet sonuçları gösterecektir. Böylelikle tasarım hedeflerini sağlama olasılığı da artacaktır. Standart sapmaların azalması karışım tasarımlarını olumlu yönde etkileyecek ve çimento içeriklerinde azalmaya olanak sağlayacaktır.

Zaman ve Yakıt Verimliliği

Şantiyedeki zaman verimliliği, betonun dökülmeye hazır olarak görüntülenmesi sağlanarak iyileştirilebilir. Veriler, manuel olarak su ilave edilen betonlara kıyasla, ITCM kullanan betonlarda, sadece betonu belirtilen çökme düzeyinde tutmak için ortalama sefer süresinde yaklaşık %10 azalma olduğunu göstermektedir. Manuel su ilavesi olduğunda, sürücünün sahada suda karışım yapmak için daha fazla zaman harcaması gerekir. Bu sadece döngü süresini artırmakla kalmaz, şantiyede yakıt kullanımını ve emisyonları da artırır. Döngü sürelerinin %10 azaltılması, kamyonların daha etkin kullanılabileceği ve projelerde vardiya başına daha fazla beton dökülebileceği anlamına gelir.

ITCM, yakıt verimliliğinizi de artırabilir. Hazır beton teslimatında yakıt kullanımı önemli bir maliyet kaynağıdır. Transmikser konumlarını ve rotalarını takip etme kabiliyeti, nakliyecilerin veya sürücülerin optimum rotadan daha azını izlediğini tespit etmesine ve bir sonraki teslimatlarında bu durumu düzeltmesine olanak tanır. Ek olarak, beton dağıtımındaki yakıtın yaklaşık %23’ü, betonu karıştıran yüksek hızlı tambur dönüşleri için kullanılır. Geleneksel olarak transmikser operatörü, beton kıvamı ya da yakıt verimliliği hakkında minimum bilgiyi kullanarak dönüşlerin zamanlamasını belirlemek zorundadır. Tersine, VERIFI Sistemi’nden alınan bu tür veriler gibi, ITCM’lerden alınan gerçek zamanlı veriler, sürücüye dönüşlerin optimum sayısı ve zamanlaması hakkında talimatlar verir. Veriler, yüksek hızlı devir sayısının %10 oranında azaltılabileceğini ve bunun da önemli maliyet düşüşlerini temsil ettiğini öne sürmektedir.

ITCM, beton üretiminde verimliliği optimize etme ve artırmada kritiktir. Üreticinin organizasyonu içinde ve tedarik zinciri boyunca anında paylaşılabilen, teslimat döngüsü boyunca taze betona yönelik daha önce hiç mevcut olmayan veriler sağlamaktadır. Bu boşluğu bir ITCM ile ele almanın genel etkisi, daha az israfla daha düşük karbon ayak izi ve beton üreticisi ile müteahhit için süreç boyunca getireceği faydalardır.

Kaynak: https://www.forconstructionpros.com/concrete/equipment-products/technology-services/article/22043911/gcp-how-intransit-concrete-management-technologies-affects-concrete-production