AutoGrünBeton - Autoadaptiver Lernprozess zur Optimierung der Recyclingbetonproduktion

Kurzbeschreibung

Das Projekt AutoGrünBeton zielt auf die Verbesserung der Nachhaltigkeit in der Betonindustrie ab. Es integriert bis zu 90 % Recyclingmaterial aus Bau- und Abbruchabfällen und reduziert den Zementverbrauch um bis zu 70 %, um den CO2-Ausstoß und den Verbrauch natürlicher Ressourcen zu verringern. Im Mittelpunkt steht die Entwicklung eines Machine-Learning-Systems, welches die Qualität des Recyclingbetons während der Produktion gewährleistet, den Herstellungsprozess optimiert und die Rezeptur dynamisch anpasst. Das System trägt dazu bei, die Effizienz der Produktion zu steigern, indem es die Betonqualität prognostiziert, Produktionsabweichungen frühzeitig identifiziert und sich an variierende Eigenschaften der Recyclingmaterialien anpassen kann.

Schwerpunkte der Arbeit:

  • Charakterisierung der recycelten Rohstoffe
  • Durchführung von Labor- und Feldversuchen
  • Entwicklung von Versuchsplänen mittels Active-Learning
  • Entwicklung eines automatischen kamerabasierten Setzfließmaß-Testsystems.
  • Steigerung der Produktionseffizienz durch Vorhersage der Betonqualität, frühzeitige Erkennung von Produktionsfehlern und Anpassung an die Eigenschaften der Recyclingmaterialien.

Bearbeiter

Zeitraum

Januar 2024 - September 2024

 

Förderung

Land Hessen LOEWE 3

Publikationen zum Projekt

  1. Felix Wittich; Farzad Rezazadeh; Andreas Kroll: Four Benchmark Datasets for Nonlinear Regression in Engineering Sciences, 35. Workshop Computational Intelligence, 47-63, KIT Scientific Publishing, doi:10.5445/IR/1000186052, https://publikationen.bibliothek.kit.edu/1000186052, 2025
  2. Farzad Rezazadeh; Emad Olfatbakhsh; Andreas Kroll: Sign Diversity: A Method for Measuring Diversity in Base Learner Selection for Ensemble Regression, 2025 IEEE Symposium on Computational Intelligence (SSCI) on Engineering/Cyber Physical Systems (CIES), Trondheim Norway, 1-9, doi:10.1109/CIES64955.2025.11007635, https://ieeexplore.ieee.org/document/11007635, 2025
  3. Farzad Rezazadeh; Axel Dürrbaum; Amin Abrishambaf; Gregor Zimmermann; Andreas Kroll: Mechanical Properties of Normal Concrete, DaKS - University of Kassel's research data repository, doi:10.48662/daks-491, https://daks.uni-kassel.de/handle/123456789/642, 2025
  4. Farzad Rezazadeh; Axel Dürrbaum; Amin Abrishambaf; Gregor Zimmermann; Andreas Kroll: Mechanical Properties of Ultra-High Performance Concrete (UHPC), DaKS - University of Kassel's research data repository, doi:10.48662/daks-56.2, https://daks.uni-kassel.de/handle/123456789/251, 2025
  5. Farzad Rezazadeh; Amin Abrishambaf; Gregor Zimmermann; Andreas Kroll: Dataset on the reproducibility of UHPC mechanical properties under a fixed recipe with controlled production variability, Scientific Data, 2025
  6. Farzad Rezazadeh; Amin Abrishambaf; Gregor Zimmermann; Andreas Kroll: Monitoring of ultra-high performance concrete manufacturing for reproducible quality and waste reduction, Scientific Reports (Sci Rep), 15, Springer Nature, doi:10.1038/s41598-025-32975-y, 10.1038/s41598-025-32975-y, 2025
  7. Farzad Rezazadeh; Amin Abrishambaf; Gregor Zimmermann; Andreas Kroll: Investigating quality inconsistencies in the ultra-high performance concrete manufacturing process using a search-space constrained non-dominated sorting genetic algorithm II, at - Automatisierungstechnik, 73, 10, 791-807, doi:10.1515/auto-2025-0025, https://www.degruyterbrill.com/document/doi/10.1515/auto-2025-0025/html, 2025
  8. Farzad Rezazadeh P; Amin Abrishambaf; Axel Dürrbaum; Gregor Zimmermann; Andreas Kroll: Investigating Reproducibility of Ultra-High Performance Concrete with Consistent Mechanical Properties: A Modeling Pipeline for Sparse Data in Complex Manufacturing, 34. Workshop Computational Intelligence, 143-148, KIT Scientific Publishing, doi:10.5445/KSP/1000174544, 2024
  9. Farzad Rezazadeh; Axel Dürrbaum; Amin Abrishambaf; Gregor Zimmermann; Andreas Kroll: AutoGrünBeton - Autoadaptiver Lernprozess zur Optimierung der Recyclingbetonproduktion, Abschlussbericht, MRT-Nr. TR-036, 2024