- Flexibel ‘beton’ – een oplossing voor barsten
- Geëlektrificeerd beton rekent af met ijs op de weg
- Experimenteren met zelfherstellend beton
- Pilots met solarwegen in de VS en Frankrijk
- Caterpillar introduceert ‘bouwvakkersmobiel’ met warmtebeeldcamera
- Cabineloze autonome dumper maakt korte metten met onpraktische 3-puntsbochten
- Muur- en plafondklevende drones inspecteren structurele schade
Bouw en techniek gingen niet altijd zo mooi hand in hand als tegenwoordig. In de afgelopen jaren hebben techbedrijven en de bouwsector elkaar echter gevonden en zien we steeds meer indrukwekkende ontwikkelingen. We hebben het bijvoorbeeld over inspectiedrones, bouwvakkersmobieltjes, solarwegen en robot-werkhandschoenen. In dit artikel kijken we naar een aantal van de nieuwste technische ontwikkelingen die de bouwsector revolutioneren.
1. Flexibel ‘beton’ – een oplossing voor barsten
Beton is het meest gebruikte bouwmateriaal ter wereld. Het probleem is dat het niet flexibel is en dus gevoelig voor barsten. Nu heeft een groep wetenschappers van de Nanyung Technological University in Singapore onlangs een product geïntroduceerd met de naam ConFlexPave. Het product is dunner en sterker dan gewoon beton en buigt zelfs onder druk. In plaats van cement, aggregaat en water, wordt ConFlexPave gemaakt van een mengsel van harde materialen en polymeer microvezels. Het materiaal is vijftig keer flexibeler en veertig keer lichter dan traditioneel beton. Dat maakt het ideaal voor gebruik in het ontwerp en de bouw van bijvoorbeeld wolkenkrabbers. Het buigzame beton kan bijvoorbeeld ook worden gebruikt voor prefab bestratingsplaten. Met dit soort betonnen platen worden wegwerkzaamheden en nieuwe bestrating zo efficiënt dat de benodigde tijd met wel 50 procent teruggedrongen wordt. Het materiaal is ook duurzamer dus minder onderhoudsintensief. De energie-absorberende eigenschappen van het buigbare beton maken het materiaal ook uitermate geschikt voor gebruik in seismische zones.
2. Geëlektrificeerd beton rekent af met ijs op de weg
Wetenschappers proberen al jaren om slimme oplossingen te vinden voor het sneeuw- en ijsvrij houden van wegen, en professor Chris Tuan van de Universiteit van Nebraska in Lincoln is nu heel dicht bij een doorbraak. Hij heeft een speciaal soort geëlektrificeerd beton ontworpen waarmee bevroren wegen in de toekomst wellicht tot het verleden behoren. Het mengsel bestaat uit 80 procent gewoon beton en 20 procent koolstofdeeltjes en metaalvezels die het beton middels ingebedde stalen staven verwarmen. Dit levert voldoende warmte op om sneeuw en ijs zelfs in de zwaarste sneeuwstormen te laten smelten. Het geëlektrificeerde beton wordt momenteel getest door de FAA (Federal Aviation Administration). Indien succesvol, wordt het beton in de eerste instantie op landingsbanen toegepast. Uiteindelijk moet het ook een alternatief bieden voor het traditionele sneeuwruimen op stads- en snelwegen.
3. Experimenteren met zelfherstellend beton
Een team van onderzoekers aan de Universiteit van Cardiff is op een locatie in de South Wales Valleys aan het experimenteren met drie soorten zelfherstellend beton. Het doel is om deze drie verschillende zelfherstellende technieken uiteindelijk te integreren in één systeem dat kan worden gebruikt in betonconstructies in gebouwen. Het systeem detecteert automatisch wanneer een verandering plaatsvindt in de structuur en zodra er schade ontstaat herstelt het materiaal zichzelf vervolgens, zonder menselijke tussenkomst. Met een van de methodes worden organische en anorganische substanties via een netwerk van dunne ‘aderen’ in het beton gepompt om schade te repareren. Een tweede techniek maakt gebruik van shapeshifting polymeren die door middel van verhitting van vorm veranderen. Deze techniek is bijzonder geschikt om scheuren te minimaliseren of te repareren. De derde techniek omvat het inbedden van lichtgewicht aggregaten of minuscule capsules met helende stoffen en bacteriën in het beton. Deze kleine capsules verspreiden hun inhoud wanneer het beton scheurt waarna de bacteriën calciumcarbonaat produceren waarmee de scheur in het beton gevuld wordt. Constructies die met deze intelligente zelfherstellende materialen gebouwd worden zijn vele malen veiliger, duurzamer en goedkoper dan traditionele betonnen structuren.
https://www.youtube.com/watch?v=laqACVY1U_k
4. Pilots met solarwegen in de VS en Frankrijk
Tech-startup Solar Roadways in Idaho heeft een alternatief ontwikkeld voor de traditionele beton- en asfaltwegen die we al decennia gebruiken. De solarwegen bestaan uit supersterke zeshoekige glaspanelen van 30 kg die zonne-energie opslaan. De panelen zijn zo sterk dat ze zelfs het gewicht van een kleine vrachtwagen kunnen weerstaan. De panelen genereren niet alleen warmte waardoor ze ijs- en sneeuwvrij blijven, ze kunnen ook worden geprogrammeerd om verschillende kleuren licht te produceren wat interessante mogelijkheden biedt voor wegmarkering en mogelijk zelfs verkeerslichtsystemen. De startup kreeg diverse subsidies van het Amerikaanse ministerie van Transport om de haalbaarheid van solarwegen te testen en het concept te perfectioneren. Een voetgangerspad gemaakt van deze panelen wordt momenteel getest bij het Route 66 Welcome Centre in Conway, Missouri, dat gelegen is langs de historische Route 66.
Ondertussen, in het dorp Tourouvre-au-Perche in Normandië, werd onlangs ’s werelds eerste één kilometer lange solarsnelweg geopend. De weg heeft een oppervlakte van 2.800 m2 en bestaat volledig uit fotovoltaïsche cellen. Het doel van het project is om de lantaarnpalen en ongeveer 140 huizen in het dorp van stroom te voorzien. De solarwegtechnologie heet Wattway en is ontwikkeld door het Engels-Franse bouwbedrijf Colas. De solarweg wordt de aankomende twee jaar getest om te zien hoeveel bruikbare energie de weg genereert en om te bepalen of de weg het zware vrachtverkeer kan weerstaan. De relatief dunne panelen zijn bovenop de bestaande weg geïnstalleerd, waardoor ze veel efficiënter en goedkoper zijn dan andere solarwegpanelen. De Franse minister van Ecologie en Economie wil uiteindelijk van elke 1.000 km snelweg in Frankrijk minstens één kilometer met zonnewegen vervangen.
5. Caterpillar introduceert ‘bouwvakkersmobiel’ met warmtebeeldcamera
Het Amerikaanse bedrijf Caterpillar dat zich voornamelijk richt op de bouwsector en veelal wordt afgekort tot CAT, heeft onlangs de CAT S60 ontwikkeld, een robuuste smartphone met warmtebeeldcamera voor ingenieurs en werknemers in de bouw. De telefoon heeft een dik scherm van Gorilla Glass, een accu die minstens twee tot drie dagen meegaat en de gebruiker kan er in totale duisternis mee zien. Bovendien overleeft het toestel met gemak een val van 2 meter en is het tot een diepte van vijf meter een uur lang waterdicht. Ook is de camera van het toestel onder water te gebruiken. Met dit revolutionaire stukje technologie kan de gebruiker niet alleen temperatuursveranderingen op 30 meter afstand waarnemen maar ook hoe hoog de temperatuur precies is. Naast gewone foto’s schiet je met deze ‘bouwvakkersmobiel’ ook videobeelden en timelapsefoto’s. Eigenlijk neemt de CAT S60 twee foto’s tegelijk. De eerste met de thermische camera en de tweede met de standaard lens waarna de afbeeldingen over elkaar geplaatst worden, wat een gedetailleerder beeld geeft. Met deze robuuste mobiel kan de gebruiker elektrische storingen of overbelasting van stopcontacten opsporen, vloerverwarmingsproblemen identificeren en isolatielekken spotten. De mogelijkheden met de CAT S60 zijn eigenlijk ongelimiteerd.
6. Cabineloze autonome dumper maakt korte metten met onpraktische 3-puntsbochten
Lang voordat we zelfrijdende Tesla’s en Google’s op de wegen tegenkwamen was het Japanse bedrijf Komatsu al druk in de weer met het maken van zelfrijdende voertuigen voor de mijnbouw. Sinds 2008 is er door Komatsu vrachtwagens al meer dan 1 miljard ton aan materiaal vervoerd. Nu hebben ze een autonome vrachtwagen ontwikkeld zonder cabine en zonder voor- of achterkant, waardoor het voertuig eenvoudig van richting kan veranderen, zonder lastige 3-puntsbochten uit te hoeven voeren. Dit is een enorme productiviteitsbooster en bespaart een hoop tijd, vooral op plaatsen met beperkte ruimte om te manoeuvreren en op plekken met een oneffen of gladde ondergrond. Het feit dat het voertuig geen cabine heeft zorgt ook voor een betere balans omdat het gewicht van de lading veel gelijkmatiger verdeeld kan worden.
7. Robothandschoenen ontworpen voor ruimtemissies nu beschikbaar op aarde
De RoboGlove werd in eerste instantie ontworpen om astronauten meer grip en kracht te geven en vermoeidheid in de handen tegen te gaan tijdens mechanische reparaties op het International Space Station. De technologie werd oorspronkelijk ontwikkeld door NASA en GM in 2012, maar is nu in licentie gegeven aan het Zweedse medische techbedrijf Bioservo Technologies. RoboGlove maakt gebruik van kunstmatige pezen en actuatoren om de menselijke zenuwen, pezen en spieren na te bootsen. De druksensoren in de handschoenen detecteren wanneer de gebruiker een object vastpakt. Vervolgens versterken de kunstmatige pezen in de handschoen de greep zodat de drager zelf veel minder kracht hoeft te gebruiken en vermoeidheid kan voorkomen. Bioservo is van plan de RoboGlove met eigen technieken verder te ontwikkelen voor toepassingen in de medische sector. GM is van plan de robothandschoen in autofabrieken te gaan gebruiken. Bedrijven als Panasonic, BMW en Hyundai zijn ook bezig met de ontwikkeling van exoskeletten voor werknemers in onder andere de bouw- en productiesector.
8. Muur- en plafondklevende drones inspecteren structurele schade
Het Japanse bedrijf PRODRONE heeft onlangs de ‘klevende’ PD6-CI-L drone ontwikkeld die de inspectie van bruggen en gebouwen efficiënter moet maken. De meeste drones die vandaag beschikbaar zijn, zijn niet in staat om in harde wind zonder gevaar van schade dichtbij een gebouw te blijven zweven. Daarom heeft de Japanse fabrikant de PD6-CI-L ontwikkeld, die dat door middel van ‘negatieve druk’ wel kan. Deze techniek zorgt ervoor dat de drone als het ware ‘kleeft’ aan de structuur die hij inspecteert. De drone heeft de vorm van een omgekeerde ‘L’, waardoor het apparaat zich zowel aan horizontale als verticale structuren kan vastkleven. Dat maakt het apparaat bijzonder geschikt voor bijvoorbeeld het inspecteren van bruggen. Omdat de PD6-CI-L een constante afstand kan houden van het inspectiegebied, is het apparaat in staat om minuscule scheuren van slechts 0,1 mm te identificeren.
