Digital Concrete Monitoring: Potential Concrete Monitoring Savings with IoT Sensors

Anyone who has ever worked in a construction company and dealt with concrete knows how challenging the tasks are. As a construction manager, you have to consider many aspects, from optimizing the time and resources needed to implementing safety regulations and quality standards. To achieve this, you need to closely monitor the behavior of concrete throughout its lifecycle, especially in terms of temperature and compressive strength. Digital concrete monitoring with IoT sensors offers tremendous benefits in this regard.

How does digital concrete monitoring work?

IoT sensors such as ConcR measure the temperature development directly in the concrete and automatically send the data to the cloud. In doing so, you benefit from numerous advantages:  

  • Track concrete temperature and compressive strength in real time.
  • Prevent problems by being automatically notified of deviations
  • Access comprehensive digital documentation
  • Build more sustainably with green construction

How does digital concrete monitoring help in practice?

Increase and quality of safety
  • Daily life on a construction site is quite hectic. Time and cost pressures are high. Nevertheless, quality and safety come first. This also applies to concrete casting. In practice, it usually looks like this: As soon as the concrete truck arrives at the construction site, test specimens have to be made for the fracture tests and other samples to ensure the quality of the concrete mix. Based on their maturation, a decision is made as to when the formwork can be removed. The problem with this conventional method is the different conditions. Even if the specimens are right next to it, there is no guarantee that they will develop exactly like the concrete on the construction site. So the specimens that go through the fracture tests in the lab don’t necessarily have the same condition. If something goes wrong here, the consequences are enormous.

 With ConcR, you can track the temperature and compressive strength of the concrete in real time, regardless of where your concrete is in the maturing process. This is an important factor in the quality and safety of your project.

Time Savings
  • One of the main problems that ConcR sensors solve is the long waiting time. It takes time for concrete to reach its compressive strength. Sometimes, however, such a long waiting period is not necessary at all. This is where real-time monitoring by concrete sensors can help. It allows you to optimize your project schedule and save time while maintaining high safety standards. For each cast element, digital concrete monitoring can save you between one and four days. So on average, construction time can be reduced by 30 days. This corresponds to an average time saving of 24 percent.
Cost savings

Shorter construction time also means lower costs. If you can complete your construction project one month earlier, you will also save on indirect costs during that period. But the savings are even greater –  The fact that you can form each cast element one to four days in advance means you need 35% less formwork than planned. On average, using digital concrete monitoring like ConcR reduces project costs by four percent.

Optimization of resources

All measurement data is digitally documented. This allows you to track the maturing process of your concrete in real time and make better decisions about subsequent steps. This also affects your resource planning: reliable results instead of assumptions allow you to use your resources more efficiently.

How is the maturity of concrete determined? Here we have summarized the common methods for you!

Case study: Concrete savings potential through digital concrete monitoring

To back up the facts, we created a simulation. Our object is a residential building complex in Berlin. It consists of four buildings, each with five floors and a basement. The floor area is 20,000 square meters. In our tender we foresee a construction phase of 150 days with a formwork quantity of 3,000 sqm. We have built in a buffer of two weeks between the individual construction phases. We have calculated both models, once with the classic concrete monitoring with test specimens in the laboratory test, once with the digital concrete monitoring with our ConcR sensors.

The result

  • By using the ConcR sensors, the formwork could be removed an average of two days earlier than planned for each concreting operation. This saved a total of 33 days of construction time.
  • The formwork was immediately reused in the next cycle, so that about one third of the formwork was saved here.

The table below shows the specific saves achieved through the use of ConcR sensors:

Construction Time Formwork quantity Construction cost
Plan 150 days 3.000 m2 EUR 23.000,000
Current 117 days 1.929 m2 EUR 21.949.448
Savings 33 days 35,7 % 4,57 %

ConcR sensors are available in different versions – as a model for permanent embedding in concrete or in the reusable version. Contact us if you have any questions.

So hoch ist das Einsparpotenzial der digitalen Betonüberwachung mit IoT-Sensoren

Jeder, der schon einmal in einem Bauunternehmen gearbeitet und mit Beton zu tun hatte, weiß, wie herausfordernd die Aufgaben sind. Als Bauleiter müssen Sie viele Aspekte berücksichtigen, von der Optimierung der benötigten Zeit und Ressourcen bis hin zur Umsetzung von Sicherheitsvorschriften und Qualitätsstandards. Um dies zu erreichen, müssen Sie das Verhalten des Betons während seines gesamten Lebenszyklus genau verfolgen, vor allem in Bezug auf Temperatur und Druckfestigkeit. Die digitale Betonüberwachung mit IoT-Sensoren bietet dabei enorme Vorteile.

Wie funktioniert die digitale Betonüberwachung?

IoT-Sensoren wie ConcR messen die Temperaturentwicklung direkt im Beton und senden die Daten automatisch in die Cloud. Dabei profitieren Sie von zahlreichen Vorteilen:

  •  Verfolgen Sie die Betontemperatur und Druckfestigkeit in Echtzeit
  •  Beugen Sie Problemen vor, indem Sie über Abweichungen automatisch informiert werden
  •  Greifen Sie auf eine umfangreiche, digitale Dokumentation zu
  • Bauen Sie nachhaltiger mit „green construction“

Wie hilft die digitale Betonüberwachung in der Praxis?​

Erhöhung und Qualität der Sicherheit

Das tägliche Leben auf einer Baustelle ist ziemlich hektisch. Zeit- und Kostendruck sind hoch. Dennoch stehen Qualität und Sicherheit an erster Stelle. Das gilt auch für den Betonguss.
In der Praxis sieht der meistens so aus:
Sobald der Beton-LKW auf der Baustelle eintrifft, müssen Probekörper für die Bruchtests und andere Proben zur Sicherstellung der Qualität der Betonmischung angefertigt. Auf Basis ihres Reifeprozesses wird entschieden, wann die Schalung entfernt werden kann.
Das Problem bei dieser herkömmlichen Methode sind die unterschiedlichen Bedingungen. Selbst, wenn die Proben direkt daneben stehen, ist nicht gesagt, dass sie sich genau entwickeln wie der Beton auf der Baustelle. Die Probekörper, die im Labor die Bruchtests durchlaufen, weisen also nicht unbedingt denselben Zustand auf.
Wenn hier etwas schief geht, sind die Folgen enorm.
Mit ConcR können Sie die Temperatur und die Druckfestigkeit des Betons in Echtzeit verfolgen, unabhängig davon, an welcher Stelle des Reifeprozesses Ihr Beton sich befindet. Das ist ein wichtiger Faktor für die Qualität und Sicherheit Ihres Projektes.

Zeitersparnis

Eines der Hauptprobleme, die ConcR-Sensoren lösen, ist die lange Wartezeit. Es dauert nun einmal. bis der Beton seine Druckfestigkeit erreicht. Manchmal ist so eine lange Wartezeit aber gar nicht erforderlich. Hier hilft eine Echtzeitüberwachung durch Betonsensoren. Denn damit können Sie Ihren Projektzeitplan optimieren und Zeit sparen, während Sie gleichzeitig hohe Sicherheitsstandards einhalten.
Um mit Fakten aufzuwarten: Bei jedem Gusselement können Sie durch die digitale Betonüberwachung zwischen einem und vier Tagen einsparen.
Im Durchschnitt kann die Bauzeit also um 30 Tage verkürzt werden. Das entspricht einer durchschnittlichen Zeitersparnis von 24 Prozent.

Kostenersparnis​

Eine kürzere Bauzeit bedeutet auch geringere Kosten. Wenn Sie Ihr Bauvorhaben einen Monat früher abschließen können, sparen Sie auch die indirekten Kosten in diesem Zeitraum ein. Doch die Ersparnis ist noch größer:
Durch die Tatsache, dass Sie jedes Gusselement einen bis vier Tage im Voraus einschalen können, benötigen Sie 35 % weniger Schalung als geplant.
Durchschnittlich verringern sich die Projektkosten durch die Verwendung einer digitalen Betonüberwachung wie ConcR um vier Prozent.

Optimierung der Ressourcen​

Alle Messdaten werden digital dokumentiert. Dadurch verfolgen Sie den Reifeprozess Ihres Betons in Echtzeit und können bessere Entscheidungen über die nachfolgenden Schritte treffen. Das betrifft auch Ihre Ressourcenplanung: Durch zuverlässige Ergebnisse statt Annahmen können Sie Ihre Ressourcen effizienter einsetzen.

Wie wird der Reifegrad des Betons bestimmt? Hier haben wir die gängigen Methoden für Sie zusammengefasst!

Fallbeispiel: Konkretes Einsparpotenzial durch digitale Betonüberwachung

Um die Fakten zu untermauern, haben wir eine Simulation erstellt. Unser Objekt ist ein Wohnbaukomplex in Berlin. Es besteht aus vier Gebäuden mit jeweils fünf Stockwerken und einem Untergeschoss. Die Geschossfläche beträgt 20.000 qm.
In unserer Ausschreibung sehen wir eine Bauphase von 150 Tagen bei einer Schalungsmenge von 3.000 qm vor. Zwischen den einzelnen Bauphasen haben wir einen Puffer von zwei Wochen eingebaut.
Wir haben beide Modelle durchgerechnet, einmal mit der klassischen Betonüberwachung mit Probekörpern im Labortest, einmal mit der digitalen Betonüberwachung mit unseren ConcR-Sensoren.

Das Ergebnis

·   Durch den Einsatz der ConcR-Sensoren konnten die Schalungen bei jedem Betoniervorgang durchschnittlich zwei Tage früher als geplant entfernt werden. Insgesamt wurden dadurch 33 Tage Bauzeit eingespart.

·   Die Schalungen wurden sofort im nächsten Zyklus wieder verwendet, so dass hier rund ein Drittel der Schalungen eingespart werden konnte.

Die Tabelle zeigt die konkrete Einsparung, die durch die Nutzung der ConcR-Sensoren erzielt wurde:

Bauzeit Schalungsmenge Baukosten
Plan 150 Tage 3.000 m2 EUR 23.000,000
Ist 117 Tage 1.929 m2 EUR 21.949.448
Ersparnis 33 Tage 35,7 % 4,57 %

ConcR-Sensoren gibt es in unterschiedlichen Ausführungen – als Modell zum dauerhaften Einbetonieren oder in der wiederverwendbaren Version. Erfahren Sie mehr darüber oder sprechen Sie uns an, wenn Sie Fragen haben.