Beton gehört zu den meistgenutzten Baustoffen der Welt – und wenig überraschend gehören Bohren, Sägen, Schneiden und Fräsen somit auch zu den klassischen Disziplinen der Bauwirtschaft. Dazu kommt, dass Beton zwar ein geduldiger Werkstoff ist, die Bearbeitung aber dennoch herausfordernd sein kann. Wenn beispielsweise eine Kernbohrung millimetergenau sitzen, eine Öffnung in einer Stahlbetonwand hergestellt oder ein massives Bauteil kontrolliert zurückgebaut werden soll, entscheiden Werkzeug, Maschine und Bediener*in über Geschwindigkeit, Qualität und letztlich die Wirtschaftlichkeit des gesamten Arbeitsschrittes.
Zudem kommt, dass die Betonbearbeitung, wie zahlreiche andere Bausegmente auch, zunehmend digitaler wird. Leistungsfähige Werkzeuge treffen auf intelligente Maschinen, Cloudlösungen und automatisierte Prozesse. In Zeiten der Baukrise in Österreich ist somit nicht nur die Produktivität zunehmend Thema, sondern auch die Frage, wie sich Arbeitsabläufe datenbasiert planen und dokumentieren lassen.
„Die Nachfrage ist aufgrund der schlechten Lage am Bau auch in unserer Branche gesunken“, erläutert dementsprechend Georg Lahofer, Geschäftsführer Dimas Betonbohr- und -sägedienst. So seien die Umsätze etwa „auf das Niveau vor der Hochkonjunktur“ zurückgegangen. Derzeit sei die Auftragslage allerdings gut. „Es sind auch wieder größere Projekte, vor allem im Infrastrukturbereich vorhanden.“ Die Kurzfristigkeit der Aufträge, „die es in unserer Branche immer schon gab“, sei aber extremer geworden. „Wir kämpfen jedoch nach wie vor mit den Preisen und den gestiegenen Kosten der letzten Jahre, vor allem der Lohnkosten.“ Auch Treibstoff sei aktuell ein wichtiges Thema, so der Geschäftsführer.
Die Nachfrage nach Betonbearbeitung sei „regional sehr unterschiedlich“, betont indes Wolfgang Wiefler, Geschäftsführer Tyrolit Construction. Zentraleuropa sei dabei „konjunkturell am schwächsten“, dafür würden Regionen wie Nordamerika, naher Osten und Asien stärkeres Wachstum verzeichnen. Auswirkungen der schwachen Konjunktur seien beispielsweise bei Maschinen und Werkzeugen, die im Neubau eingesetzt werden, zu spüren. Im Infrastruktur Bereich sowie bei Sanierungs- und Renovierungsarbeiten seien hingegen „weniger bis keine Auswirkungen“ spürbar.
Digitalisierung optimiert Abläufe
An den Grundprinzipien der Betonbearbeitung hat sich indes wenig geändert, Werkzeuge tragen den Beton ab, Maschinen bringen die erforderliche Leistung auf und Fachkräfte steuern den kompletten Prozess. Die Maschinen werden dabei zunehmend leistungsfähiger, elektrische Antriebe immer effizienter und Werkzeuge auf unterschiedliche Betoneigenschaften abgestimmt. Zudem kommt mittlerweile eine weitere Komponente hinzu – Daten.
Dadurch erreicht Digitalisierung heute einen Bereich, der traditionell stark vom handwerklichen Können geprägt war. Maschinen erfassen Betriebsdaten, Wartungszustände und Nutzungszeiten, Flotten werden digital verwaltet und automatisierte Vorschubeinheiten übernehmen einzelne Arbeitsschritte. Dies führt zwar nicht unmittelbar zur vollautonomen Baustelle, dennoch entsteht ein Zusammenspiel von Mensch, Maschine, Software und Werkzeug. Gerade die Vernetzung von Maschinen und Werkzeug leistet dabei einen wachsenden Beitrag. Diese werde, Lahofer zufolge, beispielsweise für Steuerungen von Wandsägen und automatische Bohrvorschübe genutzt. „Da ist aber noch viel Potential seitens der Hersteller.“
Lange war die Betonbearbeitung eine weitgehend analoge Welt. Nun werden via Digitalisierung Maschinenzustände und Betriebsdaten auswertbar. Ziel der Hersteller ist – langfristig – die komplette Vernetzung aller am Bau beteiligten Geräte, Maschinen und Werkzeuge. In der Betonbearbeitung sei die wachsende Vernetzung „zunehmend wichtig“, wie Wiefler unterstreicht. Einerseits, um „dem Anwender ein besseres Verständnis für den effizienten und effektiven Einsatz zu geben“, andererseits aber auch „zu Dokumentationszwecken der eigentlich erbrachten Leistung“.
Zudem wird die Betonbearbeitung auch technisch anspruchsvoller, da sich die zu bearbeitenden Betone verändern. Hochfeste Betone, stark bewehrte Bauteile und Verbund- oder Faserbetone stellen andere Anforderungen an Maschine und Werkzeug als konventioneller Beton. Insbesondere die Kombination aus hoher Festigkeit und Bewehrung kann für die Bearbeitung zur Herausforderung werden. Das Werkzeug muss nicht nur Beton abtragen, sondern immer wieder auf Stahl treffen. Gleichzeitig darf aber die Schnittgeschwindigkeit nicht zu stark einbrechen. Auch zu hoher Druck oder eine ungeeignete Werkzeugauslegung können die Standzeit reduzieren und den Prozess unwirtschaftlich machen. Die Entwicklung moderner Diamantwerkzeuge zielt deshalb stark auf die Abstimmung von Werkzeug, Maschine und Material.
Optimierte Diamantenverteilung
So setzt beispielsweise Tyrolit bei den hauseigenen „TGD“-Technologien auf eine optimierte Verteilung der Diamanten innerhalb der Segmente. Damit sollen die Lastverteilung als auch die Kühlung verbessert und eine konstante Schnittleistung erreicht werden. Das Unternehmen bietet sowohl Maschinen als auch Diamantwerkzeuge für Kernbohren, Wand- und Seilsägen, Fugenschneiden und weitere Anwendungen an.
Mitbewerber Eurodima setzt ebenfalls auf eine gezielte Anpassung an anspruchsvolle Anwendungen. Das Wandsägeblatt „ML89“ verfügt beispielsweise über gesetzte Diamanten und lasergeschweißte Segmente und ist laut dem Hersteller insbesondere für armierten Beton und harte Zuschlagstoffe ausgelegt. Die Segmentgestaltung soll dabei unter anderem die Abfuhr von Wasser und Schleifschlamm unterstützen. Die Entwicklung in der Betonbearbeitung folgt damit einem Trend, der bereits aus anderen Bereichen der industriellen Fertigung bekannt ist – nicht die maximale Maschinenleistung entscheidet, sondern das Gesamtsystem. Ein leistungsfähiger Bohrmotor kann Vorteile nur dann ausspielen, wenn auch Bohrkrone, Vorschub, Drehzahl und Kühlung zusammenpassen. Gleiches gilt für Wand- oder Seilsägen.
Zudem kann ein modularer Maschinenpark Investitionskosten reduzieren, Transport vereinfachen und die Auslastung einzelner Komponenten erhöhen. In einem Segment, in dem Investitionen mittlerweile genau kalkuliert werden müssen, gewinnt dieser Aspekt immer stärker an Bedeutung. Beschränkte sich die Digitalisierung in diesem Bereich früher zumeist auf digitale Planunterlagen, Kalkulationssoftware oder die Verwaltung von Aufträgen, wandern mittlerweile immer mehr Sensoren und Kommunikationsschnittstellen direkt in die Maschinen. Dadurch liefern Baustellen heute auswertbare Daten, die analysiert werden können um in der Folge die Einsatzplanung zu verbessern.
Vorteil Telematik
Besonders Telematik gewinnt dabei in der Betonbearbeitung an Bedeutung. In größeren Unternehmen mit mehreren Maschinen und Baustellen kann die digitale Erfassung von Einsatzzeiten und Maschinenzuständen einen erheblichen organisatorischen Vorteil bringen. Husqvarna Construction verfolgt diesen Ansatz beispielsweise mit der hauseigenen Lösung „Husqvarna Fleet Services“. Das cloudbasierte System erfasst unter anderem Maschinenbestand, Verfügbarkeit, Auslastung, Laufzeiten und Serviceinformationen. Maschinen können über Sensoren mit dem System verbunden werden; die Daten lassen sich anschließend über App und Webportal auswerten.
Das Unternehmen beschränkt die Technologie dabei nicht auf große Maschinen, auch aktuelle Betonbearbeitungsgeräte werden im Rahmen der Lösung eingebunden. Bei bestimmten Kernbohrmaschinen können Daten analysiert und Informationen über den Zustand der Maschine gewonnen werden.
Telematik dient durch solche Lösungen nicht mehr nur zur Ortung eines Geräts, sondern wird zu einem wichtigen Instrument für Flottenmanagement, Wartung und Produktivitätsanalyse. Bereits heute, betont Wiefler, sei Telematik „ein entscheidender Punkt in Infrastrukturprojekten“. Ein Punkt, den Lahofer ähnlich sieht. Zurzeit käme Telematik zwar „vor allem für den Fuhrpark sowie die Standorte der Maschinen“ zum Einsatz, aber auch „für die Einsatzplanung“ werde sie immer wichtiger.
Relevante Daten sammeln
Für kleinere und mittlere Unternehmen stellt sich allerdings die Frage, wieviel Digitalisierung tatsächlich sinnvoll ist. Denn: Nicht jeder Betrieb benötigt ein komplexes Flottenmanagement. Andererseits können bereits einfache Informationen über Betriebsstunden, Wartungsintervalle oder Maschinenauslastung helfen, Investitionen besser zu planen. Die entscheidende Entwicklung dürfte deshalb weniger darin liegen, dass jede Maschine möglichst viele Daten erzeugt. Vielmehr wird es darum gehen, die relevanten Daten herauszufiltern und in konkrete Entscheidungen zu übersetzen.
So benötigt ein klassischer Betonbohrvorgang verschiedene Voraussetzungen, allen voran Erfahrung. Es gilt die Maschine zu positionieren, den Bohrständer auszurichten, Werkzeuge auszuwählen, den Vorschub zu kontrollieren, die Belastung zu beobachten, die Wasserzufuhr sicherzustellen und auf Veränderungen im Material zu reagieren. Moderne Systeme übernehmen davon bereits einzelne Aufgaben. Hilti zeigt mit den eigenen „Cut-Assist“-Systemen, wohin die Entwicklung gehen wird. Beim ständergeführten Kernbohren können automatische Vorschubeinheiten den Bohrprozess unterstützen. Bei entsprechenden Systemen werden unter anderem Drehzahl, Drehmoment und Wasserzufuhr automatisch angepasst; auch das Erkennen des Durchbruchs kann automatisiert erfolgen. Mit offensichtlichen Vorteilen, so müssen Bediener*innen dadurch nicht mehr permanent neben der Maschine stehen und den Vorschub manuell korrigieren.
Angesichts des Fachkräftemangels ein wertvoller Vorteil. Automatisierung ersetzt Facharbeiter*innen nicht zwangsläufig, sondern kann vielmehr dafür sorgen, dass ein qualifizierter Mitarbeiter mehrere Arbeitsschritte beziehungsweise Maschinen gleichzeitig betreuen kann. Noch einen Schritt weiter geht dann die Robotik. Husqvarna Construction hat beispielsweise mit den ferngesteuerten „DXR“-Abbruchrobotern eine Technologie etabliert, die insbesondere beim kontrollierten Rückbau eingesetzt werden kann. Der wesentliche Vorteil der Robotik liegt dabei nicht nur in der Produktivität sondern darin, Bediener*innen aus dem unmittelbaren Gefahrenbereich zu nehmen.
Trotz aller Digitalisierung bleibt die Betonbearbeitung unberechenbar. Beton ist kein homogener Werkstoff. Bewehrung kann anders liegen als in den Plänen angegeben, Zuschläge können variieren, Bauteile können Vorschädigungen aufweisen und räumliche Bedingungen können sich kurzfristig ändern. Genau deshalb wird der Mensch auch in einem stärker automatisierten Prozess nicht verschwinden, aber seine Rolle wird sich verändern. Aus Maschinenbediener*innen werden zunehmend Prozessverantwortliche, welche die Situation beurteilen, Werkzeug und Verfahren auswählen, den automatisierten Prozess überwachen und eingreifen, wenn die Realität von den hinterlegten Parametern abweicht.
Georg Lahofer, Geschäftsführer Dimas Betonbohr- und -sägedienst
Das größte Potenzial für Automatisierung in der Betonbearbeitung sehe ich bei Serienbohrungen, langen Schnitten und in der Verknüpfung mit der Vermessung, beispielsweise bei Fugenschnitten auf Autobahnen.