themaProcescontrole met Concremote2201022themaProcescontrolemet Concremote1Stortproces Maasboulevard Venlo versneldProcescontrole met Concremote 22010 23Is het bouwproces langzaam? Het is natuurlijk relatief, maar hetis in ieder geval niet veel sneller dan v??r de industri?le revolu-tie, ondanks vergaande mechanisering en automatisering.VOC-schepen bouwen duurde in ordegrootte net zo lang alseen woonhuis tegenwoordig: vijf tot acht maanden [1]. Natuur-lijk wordt met minder inspanning een veel beter eindresultaatgerealiseerd, maar de bouwduur is vergelijkbaar.Tegelijkertijd is veel tijd nodig voor passieve fases in het proces.Vaak is wachten op het bouwwerk nodig: bijvoorbeeld opwateroverspanningen die door drainage wegvloeien. Of op hetdrogen van vloeren en wanden voordat de toplaag kan wordenaangebracht. Ook op betonnen constructies moet wordengewacht, bijvoorbeeld op het afwerken van betonvloeren of devrijgave van nieuwe betonwegen voor verdere bewerking. Debouw bestaat voor een aanzienlijk deel nog uit wachten en daarligt een duidelijke kans op versnellen.Tijdwinst in de bouwIn moderne industri?le bedrijven wordt veel aandacht besteedaan de optimalisatie van wacht- en cyclustijden. Ieder station ineen autofabriek moet even lang werk hebben, zodat de halffa-bricaten tegelijk een stapje verder kunnen. Tevens moet iedereleverancier op tijd en in de goede volgorde zijn onderdelenleveren. Om dit te bewerkstelligen zijn er in dergelijke proces-sen veel controle- en monitoringsystemen ingebouwd die auto-matisch functioneren.Hoewel de organisatie vergelijkbare problemen moet oplossen,worden processen in de bouw in vergelijking met andere indus-trie?n beperkt gecontroleerd. Hierdoor komen problemen pasrelatief laat aan het licht en kosten ze dus onevenredig veelgeld. Dit is een belangrijke reden van het feit dat de faalkostenin de bouw zo extreem hoog zijn.Natuurlijk zijn er argumenten genoeg om de bouw een apartepositie in de industrie toe te dichten. Bijvoorbeeld dat hetvoor de unieke constructies niet lonend is een volledig door-dacht proces te formuleren. Dit is echter maar deels waar. Debouw is veel eerder te beschrijven met `mass customization':niet alle details worden steeds opnieuw bedacht, zelfs nietalle hoofdelementen. Daarom kunnen procescontrole enprecies getimede handelingen het bouwen snel en voorspel-baar maken. Hiermee zijn faalkosten te reduceren, omdatbetere controle leidt tot betere kwaliteit en daarmee beteregrip op de planningen.Voor effectieve procescontrole zijn goede informatie over hetproces, goede stuurparameters en goede doelstellingennodig. Daarmee kan het proces effici?nt en objectief wordengestuurd.Sturen van het stortprocesHet is mogelijk de principes die hierboven zijn geschetst ophet betonstortproces toe te passen. In de regel is voor elkestort goed bekend wat de gewenste sterkte en hardingsduurzijn. Ook hebben leveranciers genoeg ervaring om hunmengsels te sturen op deze prestatienormen. Maar dat wordtaltijd aan de hand van generieke regels gedaan. Als een stortextreem massief of vlak is, of als een kist veel warmte vast-houdt of goed beschut ligt, dan veranderen de hardingstijdenaanzienlijk.Wat nog ontbreekt voor procescontrole is goede informatieover het procesverloop. Daartoe is nu een systeem op de marktgebracht waarmee `live' gegevens over de temperatuur en druk-sterkteontwikkeling van beton worden gemeten: Concremote.Met het inzetten van deze innovatie zijn alle gegevens voor effi-ci?nte aansturing van het stortproces voorhanden. De afwegingtussen wachttijd, een reactiever mengsel en hogere stook- ofkoelkosten kan nu worden gebaseerd op echte, specifiekemetingen.Dit schept in de samenwerking tussen aannemer, constructeuren leverancier mogelijkheden in iedere situatie een optimaalWachten op ontkisten, wachten tot de stem-pels weg kunnen en wachten op voorspan-nen. Of wachten tot de kachels uit mogen ofde koeling. Sinds jaar en dag is dit de traditi-onele bouwcyclus. Dat kan anders. Maar debranche mist op diverse fronten de noodza-kelijke informatie om processen optimaal tekunnen sturen. Met Concremote is een prak-tijkgericht systeem op de markt gebracht,waarmee de sterkteontwikkeling van jongbeton real-time en online kan wordengevolgd. Het is nu mogelijk de betonbouwecht te gaan sturen.ir. Joris BlomBAS Remote Sensinging. Paul MinartzArcadis Gebouwen1 Een meetnode zoals gebruikt bij het projectMaasboulevardthemaProcescontrole met Concremote22010242 Screenshot van de Concremote website. In de grafiek zijntwee metingen zichtbaar uit ??n stort. Zodra de doelwaardeis gehaald kan het systeem een sms of e-mail versturen3 Het Concremote-assortiment, v.l.n.r. een lintaansluiting, anker-punt, dobber voor dunne platen en sensorpin voor gietbouw4 In Nieuwegein zijn twee rammelstroken versneld vrijgegevendoor de inzet van Concremoteproces te ontwerpen. De optimalisatiefactoren zijn:? cyclustijd;? ontkistingsmoment;? moment van belasten;? timing van stort- en voorspanploegen;? aanpassingen van het mengsel op bijvoorbeeld ander weer;? aansturing van kachel- en koelingapparatuur op basis vanactuele sterkte of temperatuur.In figuur 2 is een screenshot weergegeven van de basispaginavan het Concremote-systeem. Op dit fictieve project is te ziendat er een zeer reactief mengsel wordt gebruikt dat na een halfetmaal al ruimschoots op sterkte is. Met deze informatiekunnen de aannemer en de mortelleverancier gezamenlijk opzoek naar de optimale samenstelling van het mengsel.Doordat deze figuur live wordt opgebouwd, kan goed wordenvoorspeld wanneer bepaalde sterktes worden gehaald. Hetplannen van acties als ontkisten is daarmee al een stuk gemak-kelijker.Indien gewenst kan de website echter ook zelfstandig optreden.Bijvoorbeeld met een informatieve SMS of e-mail. ConcremoteProcescontrole met Concremote2201024kan ook een signaal op de bouwplaats of in de prefab fabriekafgeven, waarmee bijvoorbeeld kachels of koelinstallatieskunnen worden gestuurd. Deze doen dan nooit meer te lang ofte kort hun werk.Meten om te sturen met ConcremoteConcremote heeft een scala aan sensoren voor iedere toepas-sing in de betonbouw (foto 3). Voor de gietbouw, wanden,dunne platen en ankerpunten zijn volledig herbruikbare syste-men ontwikkeld. Voor massabeton moet een lint worden inge-stort om ook in de kern te kunnen meten. Iedere sensorbeschikt over een zender voor een lokaal netwerk. Deze zendttemperatuurgegevens naar een basisstation dat in verbindingmet de website staat.De website is het centrale punt van Concremote. Daar wordende data verwerkt en aangeboden. Eventueel kan ook eenretoursignaal worden gegenereerd, zodat bijvoorbeeld eenkachelinstallatie kan worden uitgeschakeld. Deze online omge-ving is altijd en overal beschikbaar. Niet alleen achter een PC oflaptop, maar zelfs met een mobiele telefoon kunnen alle metin-gen en grafieken worden gevolgd.Met de informatie die op deze manier voorhanden komt kanbijvoorbeeld het mengsel precies worden afgestemd op deomstandigheden ter plaatse. Zodoende kan er bijvoorbeeld opde cyclustijd, temperatuur of prijs worden gestuurd, en datlevert geld op.Gewogen rijpheidDe sensoren van Concremote meten op locatie de temperatuurvan het beton. Met die gegevens en de bijbehorende`timestamp' wordt de druksterkte berekend. Online worden degegevens omgerekend volgens de methode van gewogen rijp-heid. Deze methode is voor de Nederlandse markt genormeerdin NEN 5970 en heeft een breed draagvlak.23Procescontrole met Concremote 22010 25Uit de formule blijkt dat de rijpheid recht evenredig is met detijd. De temperatuur heeft een exponenti?le invloed op de rijp-heid, met C als grondgetal.De gewogen rijpheid die nu kan worden berekend, mag directworden omgerekend in sterkte. Daarvoor wordt de ijklijngebruikt. Deze lijn correleert de rijpheden aan sterktes enwordt onder laboratoriumomstandigheden opgesteld. Voor hetopstellen van de ijklijn worden in het gebied rond de streef-waarde vijf drukproeven verricht aan proefkubussen metbekende rijpheid. Daarmee wordt voor vijf rijpheden de bijbe-horende sterkte gemeten. Door deze punten wordt een logarit-mische `fit' gemaakt. De laatste stap is de introductie van eenveiligheidsmarge die afhankelijk is van de spreiding in hetproductieproces en het type stort (van grote naar kleine marge:voorgespannen, gewapend, niet constructief). Deze berekenin-gen kunnen online worden gedaan.Snelle vrijgave voor verkeerConcremote kent al diverse toepassingen. Zo is het systeemingezet bij het maken van twee rotonden in Nieuwegein aan hetwaterliniedok: de `knoest' (oost) en de `kroon' (west). Bij dezerotonden is voor de rammelstroken beton toegepast. Hierin iseen lint met drie sensoren ingestort (foto 4). Voor de uitvoeringvan de werkzaamheden is een weekendafzetting van krachtgeweest, waarbij het verkeer op maandag om 06.00 uur weervrijgegeven moest zijn.Het grote voordeel van Concremote lag bij dit project in deverschaffing van zekerheid en de daaruit volgende tijdwinst.Bij infrastructurele projecten is controle over de planningaltijd van groot belang vanwege de grote financi?le druk omRijpheid is in beginsel het product van tijd en temperatuur, metals eenheid ?Ch (graad Celsius uur). Bij de ontwikkeling in1951 door Saul [2] werd als uitgangspunt genomen dat betonmet gelijke rijpheid ook gelijke sterkte had. In de methode vanSaul wordt de rijpheid inderdaad berekend als het product vande tijd en de temperatuur boven -10 ?C. Dit is helaas nietgeschikt voor de praktijk, omdat verschillende bindmiddelenook verschillende temperatuurgevoeligheden hebben.In verschillende stappen is daarom de gewogen rijpheidvolgens `de Vree' ontwikkeld. Daarvoor wordt een parameteraan de berekening toegevoegd: de C-waarde. De C-waarde isafhankelijk van de temperatuurgevoeligheid van het bindmid-del. De gewogen rijpheid die nu wordt berekend heeft wel alleeigenschappen die nodig zijn om metingen in het lab te kunnenvergelijken met de praktijk. Ongeacht hoe de rijpheid wordtbereikt ? snel, langzaam of met horten en stoten ? de sterkte isgelijk bij gelijke rijpheid.Om de gewogen rijpheid te berekenen volgens de Vree wordtde volgende formule gebruikt [3]:Rg = 10(C0,1T ? 1,245? C?2,245)__________________lnCtiwaarin:Rgis de totale gewogen rijpheid;ti is tijdsinterval i;T is de gemiddelde temperatuur van het beton intijdstap ti;C is de C-waarde van het gebruikte cement of bindmiddel.4Procescontrole met Concremote2201026de oplevertermijn te halen. In Nieuwegein heeft real-timedata aangetoond dat de sterkte snel werd gehaald, waardoorde wegafzetting eerder kon worden verwijderd. Zo is er ??ndag minder huur betaald voor de afzettingen en minderoverlast veroorzaakt. Snel bouwen heeft dus niet alleen deaannemer geld bespaard, maar ook invloed gehad op demaatschappelijke kosten door bijvoorbeeld files en omrijdente verminderen.Snelle cyclus voor Maasboulevard VenloHet project Maasboulevard (foto 5) in Venlo is sinds dezomer van 2009 boven de grond gekomen. De bouw isgestart in januari 2007 en eind 2010 moet het hele projectworden opgeleverd. Alles aan het project is enorm. Zo is bijhet bereiken van het diepste punt in 2008 zo'n 125 000 m3grond afgevoerd, waarvoor circa 4000 vrachtauto's nodig zijngeweest. Zou de bouwput met water worden gevuld, dan isdaarvoor ongeveer 130 miljoen liter water nodig. Het projectis in 2007 van start gegaan en omvat circa 80 000 m2vloerop-pervlakte, waarvan zo'n 45 000 m2ondergronds wordtgebouwd.De bouwput van het gehele plan wordt begrensd door diep-wanden die een grond- en waterkerende functie hebben. Eengroot gedeelte van de diepwanden verzorgt tevens de water-kering van de haven en de Maas. De totale omtrek van dediepwanden bedraagt circa 800 m en met een hoogte van 18m zijn deze geplaatst tot in de waterafsluitende kleilaag,zodat er in den droge kon worden gebouwd. Om de diep-wanden op hun plek te houden zijn deze voorzien van 400groutankers.De uiteindelijke gebouwen worden op hun plaats gehoudendoor 650 Gewi-palen onder de funderingsplaat. De Gewi-palenzijn in staat bij hoog water trek-, en bij lage waterstanden druk-krachten over te brengen naar de ondergrond. De funderings-plaat bevat ongeveer 14 000 m3beton met circa 2 miljoen kilowapening. De beganegrondvloer bevat circa 9000 m3beton. Deinbouw van de kelderconstructie is opgebouwd uit prefab-betonvloeren, balken en kolommen.Het project bestaat uit vijf planonderdelen:? Romercenter: een 65 m hoge woontoren met vijftig woningenen een laagbouw met een kleine 9000 m2winkelruimte en 26appartementen.? Lineair: parallel aan de Maas verschijnt het lineaire gebouw;dit bestaat uit 13 000 m2winkels en horeca met daarboven107 woningen en appartementen. Het lineaire plandeelbestaat uit twee blokken: ??n blok direct langs de haven en??n blok aan de stadzijde. Tussen de beide blokken ontstaateen winkelstraat.? De Luif: dit plandeel omvat de uitbreiding van het bestaandetheater met een nieuwe middenzaal, nieuwe commerci?levoorzieningen, conferentie- en horecagelegenheden.? Openbare ruimte: 9000 m2parkruimte, door de aanleg vanhet nieuwe stadspark op de kop van de weerd, de landtong inde Maas. Dit wordt een multifunctioneel groen rustpunt inVenlo.? Parkeergarage: circa 550 parkeerplaatsen in de ondergrondseparkeergarage met uitgebreide voorzieningen.De gebouwen boven op de beganegrondvloer zijn voornamelijkopgebouwd uit een in het werk gestort betonskelet met in hetwerk gestorte betonvloeren of breedplaatvloeren. In bouwteam-5themaProcescontrole met Concremote 22010 275 Artist Impression van de Maasboulevard in Venlofoto: 3W Vastgoed bv Maastricht6 Tijdsdruk en plaatsgebrek spelen bij de Maasboulevard eenenorme rolverband is voor deze constructiemethode gekozen, omdat hetde beste oplossing biedt voor flexibiliteit enerzijds en bouw-snelheid anderzijds. De stortcyclus van de vloeren is van grootbelang voor de totale planning; niet alleen vanwege de grotehoeveelheden, maar ook door de effici?nte inzet van hulpcon-structies en de beperkte ruimte op en rond het bouwwerk.Concremote heeft voor de Maasboulevard het stortprocesversneld. Doordat hier alle betrokken partijen online mogenmeekijken, kan samen worden beslist over de voortgang enworden de veiligheid en kwaliteit toch geborgd. De informatiedient hier als verbindend middel en dat schept vertrouwentussen de partijen. Maar vooral werkt de juiste informatieversnellend: de mengsels zijn precies afgestemd op de wensenvan de aannemer en grafische sterkteontwikkeling geeft demogelijkheid werkzaamheden met precieze timing teplannen. Zo is de doorlooptijd van deze storten ondanks dehoge vereiste ontkistingssterkte met ongeveer 30% geredu-ceerd. De informatie uit de meting wordt zodoende directingezet om te sturen.ConclusieReal-time data is noodzakelijk om snel te bouwen. Om snel eneffici?nt te bouwen is een naadloze planning met weinig ruimtevoor uitloop nodig. Helaas is het vaak noodzakelijk geduld uitte oefenen tot een constructieonderdeel klaar is voor devolgende bewerking. Gedurende deze periodes is het van grootbelang te weten wat de wachttijd is en hoe deze valt te sturen.Concremote is het instrument om de betonbouw effici?nt vormte geven. De sterkteontwikkeling van het jonge beton is liveinzichtelijk en gemakkelijk te bereiken. Bij het project Maas-boulevard Venlo is dit gebleken en in de praktijk bewezen.Binnen het teamwork van betontechnoloog, aannemer enconstructeur is de afstemming van betonkwaliteit, materieel enplanning op echte metingen verricht.Met Concremote kan de betonbouw echt worden gestuurd. Ditis echter maar een deel van de potentie die meten in het bouw-proces biedt. Andere sensorsystemen voor bijvoorbeeld onder-waterbeton of het drogen van stucwerk zijn in ontwikkeling. Zoworden controleerbare wachttijden voor een controleerbareplanning ge?ntroduceerd. 6 literatuur1 www.voc-kenniscentrum.nl/vocschepen.html.2 Saul, A.G.A. Principles underlying the steam curing ofconcrete at atmospheric pressure. Magazine ofconcrete research, 1951, 2, No. 6.3 Deutscher Ausschuss f?r Stahlbeton, Heft 422,Pr?fung von Beton; Empfehlungen und Hinweise alsErg?nzung zu DIN 1048. Berlin 1991.