Il team dell'Università di Manchester e della Nationwide Engineering ha posato il primo calcestruzzo al grafene ingegnerizzato al mondo in un ambiente commerciale, solo un paio di miglia a est dell'antico monumento di Stonehenge, la nuova palestra del quartiere meridionale ad Amesbury's Solstice Park. Credito:Università di Manchester/Ingegneria nazionale
I pionieri dell'innovazione di Manchester ottengono il primato mondiale per l'edilizia sostenibile con il calcestruzzo al grafene.
L'impresa di costruzioni Nationwide Engineering farà un pezzo di storia martedì 25 maggio, mentre completa la posa della prima lastra di calcestruzzo al grafene al mondo progettata per la sostenibilità in un ambiente commerciale, il nuovo materiale è rinforzato di circa il 30% rispetto al calcestruzzo standard e quindi riduce significativamente l'uso di materiale.
Solo un paio di miglia a est dell'antico monumento di Stonehenge, la nuova palestra del quartiere meridionale nel Solstice Park di Amesbury, di proprietà e gestita da veterani militari e che aprirà nell'estate del 2021, è la sede di questa pietra miliare dell'innovazione, reso possibile da una joint venture tra Nationwide Engineering e l'Università di Manchester.
Il team di innovazione ha aperto la strada a questo materiale rivoluzionario per aiutare a ridurre significativamente la CO 2 emissioni in edilizia. La produzione di cemento, la "colla" per il calcestruzzo, è una delle principali cause delle emissioni globali di anidride carbonica, producendo circa l'8% della CO . globale 2 emissioni.
L'aggiunta di minuscole quantità di grafene, un materiale 2D costituito da un singolo strato di atomi di carbonio, rafforza il nuovo prodotto di Nationwide Engineering, Concretene, di circa il 30% rispetto al calcestruzzo standard, il che significa che è necessario molto meno materiale per ottenere le prestazioni strutturali equivalenti, riducendo l'impronta di carbonio e i costi.
La resistenza aggiuntiva riduce anche la necessità di rinforzo in acciaio, risparmiando materiale e tempo in loco e promuovendo ulteriormente le credenziali ecologiche di questo metodo di costruzione.
Nationwide Engineering stima che un costo aggiuntivo del 5% per Concretene sarà compensato dalla riduzione del materiale per fornire un risparmio complessivo del 10-20% rispetto al calcestruzzo RC30 standard.
"Siamo entusiasti di aver sviluppato e costruito questo gioco rivoluzionario, cemento arricchito con grafene su un progetto reale, " ha detto Alex McDermott, co-fondatore e amministratore delegato di Nationwide Engineering.
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"Insieme ai nostri partner del Graphene Engineering Innovation Center dell'Università di Manchester e agli ingegneri strutturali HBPW Consulting, stiamo evolvendo rapidamente la nostra conoscenza ed esperienza e siamo posizionati per una più ampia diffusione nel settore attraverso i nostri quadri di costruzione, diventando l'azienda di riferimento per il calcestruzzo arricchito con grafene."
Nationwide Engineering ha tre strutture edilizie quinquennali esistenti con Network Rail e due strutture edilizie commerciali della Corona governativa di sette anni. Con Network Rail che si impegna a ridurre l'11% di CO 2 emissioni nei prossimi quattro anni, il calcestruzzo arricchito con grafene mostra un potenziale significativo per contribuire a raggiungere questo obiettivo.
Come funziona Concretene? Il calcestruzzo liquido si stabilizza nella sua forma solida attraverso reazioni chimiche note come idratazione e gelificazione, dove l'acqua e il cemento dell'impasto reagiscono formando una pasta che si asciuga e si indurisce nel tempo.
Il grafene fa la differenza agendo come supporto meccanico e come superficie catalizzatrice per la reazione di idratazione iniziale, portando a una migliore adesione su scala microscopica e conferendo al prodotto finito una maggiore resistenza, durata e resistenza alla corrosione.
In modo cruciale, Concretene può essere utilizzato come il cemento standard, il che significa che non sono necessarie nuove attrezzature o formazione nel processo di dosaggio o posa, e i risparmi possono essere trasferiti direttamente al cliente.
Dottor Craig Dawson, Application Manager presso il Graphene Engineering Innovation Center, ha spiegato ulteriormente:"Abbiamo prodotto una miscela di additivi a base di grafene che non disturba nel punto di utilizzo. Ciò significa che possiamo dosare il nostro additivo direttamente nell'impianto di betonaggio in cui viene prodotto il calcestruzzo come parte del loro sistema esistente, quindi non ci sono modifiche alla produzione o ai ragazzi della costruzione che posano il pavimento.
"Siamo stati in grado di farlo attraverso un'indagine approfondita, insieme ai nostri colleghi universitari del Dipartimento di Meccanica, Ingegneria aerospaziale e civile:dei materiali che stiamo utilizzando e possiamo adattare questo approccio per utilizzare il grafene di qualsiasi fornitore, quindi non siamo vincolati a un solo fornitore, " ha aggiunto. "Questo rende Concretene una proposta più praticabile in quanto vi è una maggiore sicurezza dell'approvvigionamento".
Ad Amesbury, un getto iniziale di 234 m 2 di Concretene è stata condotta in loco il 6 maggio, con ulteriori 495 m 2 da posare martedì 25 maggio a completamento del solaio in calcestruzzo. Il grafene utilizzato per il versamento del 25 maggio è fornito da Versarien plc.
Nationwide Engineering gestirà e monitorerà il sito durante il suo allestimento e le operazioni successive, creando in modo efficace un "laboratorio vivente" a Southern Quarter per misurare e valutare le prestazioni del materiale.
