Pionierii inovației marchează prima lume a construcției durabile de beton expandat cu graficul „Jocuri în schimbare”

Echipa de la Universitatea din Manchester și National Engineering pentru a plasa primul beton din grafen din lume într-un cadru comercial, la doar câțiva kilometri est de monumentul antic Stonehenge, noua sală de sport din cartierul sudic din Parcul Solstițiului din Amesbury. Credit: Universitatea din Manchester / Nationwide Engineering

Prima magazie de inginerie comercială grafen betonul este dezvoltat în Marea Britanie folosind tehnologia Manchester.

Un joint-venture între specialiștii în grafen de la Universitatea din Manchester și firma de construcții condusă de absolvenți Nationwide Engineering a dezvoltat un produs care ar putea revoluționa industria betonului și impactul său asupra mediului.

Într-o premieră mondială pentru sector, echipa a așezat faianța unei noi săli de sport în Amesbury, Wiltshire, cu „Concretene” extinsă cu grafen, eliminând 30% din material și toată armătura de oțel. În funcție de dimensiunea proiectului, Nationwide Engineering estimează o economie de 10-20% pentru clienții săi.

Care este problema concretă?

Producția de ciment pentru beton în industria construcțiilor este una dintre principalele cauze ale emisiilor globale de dioxid de carbon. În mod remarcabil, dacă betonul ar fi o țară, ar fi al treilea cel mai mare emițător din lume după numai China și SUA, producând aproximativ 8% din CO global2 emisiilor.

Adăugarea unor cantități mici de grafen – așa-numitul „material 2D” realizat dintr-un singur strat de atomi de carbon – întărește betonul cu aproximativ 30% comparativ cu betonul standard RC30, ceea ce înseamnă că este nevoie de mult mai puțin pentru acesta.

“Suntem încântați că am dezvoltat și construit acest beton modificat în joc, expandat cu grafen într-un proiect real”, a declarat Alex McDermott, cofondator și director general al Nationwide Engineering, care este, de asemenea, absolvent de inginerie civilă. Din Manchester. „Împreună cu partenerii noștri de la Universitatea din Manchester Graphene Center for Engineering Innovation și HBPW Consulting ingineri structurali, ne dezvoltăm rapid cunoștințele și experiența și ne poziționăm pentru desfășurarea mai largă a industriei prin cadrul nostru de construcții, a devenit cea mai bună companie pentru a crește beton grafen.

Ce poate însemna acest lucru pentru industria construcțiilor?

Nationwide Engineering are trei cadre de construcție de cinci ani existente cu rețeaua feroviară și două cadre de construcții comerciale ale State Crown. Cu Rail Rail angajându-se la o reducere de 11% a CO2 în următorii patru ani, betonul îmbunătățit cu grafen prezintă un potențial considerabil pentru a contribui la atingerea acestui obiectiv.

De exemplu, se așteaptă ca proiectul feroviar de mare viteză HS2 să utilizeze 19,7 milioane de tone de beton, generând aproximativ 5 milioane de tone de CO2 (aproximativ 1,4% din CO anual din Marea Britanie2 emisii). Și asta este doar în producția de beton, înainte de a adăuga sutele de mii de călătorii cu trenul și camionul necesare pentru transportul materialului la fața locului.

În timp ce există încă o distanță de parcurs între o țiglă de pardoseală cu risc scăzut și cerințele de performanță feroviară de mare viteză, o reducere de 30% a materialului într-o serie de aplicații inginerești ar face o diferență semnificativă în impactul asupra mediului și costuri.în industria construcțiilor.

Răspândită pe întregul lanț de aprovizionare din industria construcțiilor, tehnologia are potențialul de a economisi 2% din emisiile la nivel mondial.

Cum funcționează betonul expandat cu grafen?

Betonul lichid se instalează în forma sa solidă prin reacții chimice cunoscute sub numele de hidratare și gelatinizare, unde apa și cimentul din amestec reacționează pentru a forma o pastă care se usucă și se întărește în timp.

Grafenul face diferența acționând ca suport mecanic și ca suprafață de catalizator pentru reacția inițială de hidratare, ducând la o legătură mai bună la scară microscopică și oferind produsului finit rezistență, durabilitate și rezistență la coroziune îmbunătățite.

În esență, betonul poate fi utilizat la fel ca betonul standard, ceea ce înseamnă că nu este nevoie de echipamente noi sau de instruire în procesul de asamblare sau turnare, iar economiile de costuri pot fi transmise direct clientului.

Dr. Craig Dawson, Manager de aplicații la Graphene Center for Engineering Innovation, a explicat în continuare: „Am produs un mix suplimentar pe bază de grafen care nu este perturbator la punctul de utilizare. Aceasta înseamnă că ne putem doza aditivul direct la fabrica de loturi în care se produce beton ca parte a sistemului existent, astfel încât nu există nicio schimbare în producție sau construcție care să asigure podeaua.

„Am reușit să facem acest lucru printr-o investigație amănunțită – împreună cu colegii noștri de la Universitatea din Departamentul de Inginerie Mecanică, Aerospațială și Construcții – a materialelor pe care le folosim și putem adapta această abordare pentru a utiliza grafenul de la orice furnizor, așa că nu fac parte dintr-un singur furnizor “, a adăugat el.” Acest lucru face din Concretene o propunere mai valoroasă, deoarece există o securitate sporită a aprovizionării. “

În Amesbury, o deversare inițială de 234 milioane2 din Concretene a avut loc în țară pe 6 mai, cu alte 495 de milioane2 pus pe 25 mai pentru a termina placa de beton. Grafenul utilizat pentru turnare pe 25 mai a fost furnizat de Versarien plc.

Nationwide Engineering va gestiona și monitoriza site-ul în timpul funcționării sale corecte și continue, transformând în mod eficient sala de sport din Southern Quarter – ea însăși o propunere neutră din punct de vedere al emisiilor de carbon – un „laborator viu” pentru a măsura și evalua performanța materialului.

Proiectul este finanțat de Nationwide Engineering, Innovate UK și Programul Bridging the Gap al Fondului European de Dezvoltare Regională ca o societate mixtă cu Universitatea din Manchester Graphene Engineering Innovation Center (GEIC) și Departamentul de Inginerie Mecanică, Aerospațială și Civilă (MACE) ).

Materialele avansate sunt una dintre luminile de cercetare ale Universității din Manchester – exemple de descoperiri de pionierat, colaborare interdisciplinară și parteneriate intersectoriale care abordează unele dintre cele mai mari întrebări cu care se confruntă planeta.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Inginerii dezvoltă o nouă tehnologie de tratare a apei care ar putea ajuta și exploratorii Marte

Un catalizator care distruge percloratul din apă poate curăța solul marțian. O echipă condusă de ingineri de la Universitatea din California Riverside a dezvoltat un...

Dezechilibrul energetic al Pământului s-a dublat

Faceți clic pe imaginea pentru a anima: Comparația estimărilor anuale suprapuse la intervale de 6 luni ale fluxului anual net de energie în atmosfera...

Modul în care celulele folosesc „pungile pentru gunoi” pentru a-și transporta deșeurile de reciclare

Descoperirile pot avea implicații importante pentru înțelegerea bolilor legate de vârstă. Oamenii de știință de la Sanford Burnham Prebys au obținut o perspectivă mai profundă...

Cercetătorii iau distribuția cheii cuantice din laborator

Dovezile pe teren arată că simpla funcționare a sistemului DCC cu rețeaua de telecomunicații existentă în Italia. Într-un nou studiu, cercetătorii au demonstrat un sistem...

Știința simplificată: ce sunt rețelele cuantice?

din Departamentul Energiei din SUA 17 iunie 2021 Părțile interesate din guvern, laboratoare naționale, universități și industrie s-au alăturat DOE Internet Quantum Project Workshop pentru a...

Newsletter

Subscribe to stay updated.