创新先锋用“改变游戏规则的”石墨烯增强混凝土在可持续建设方面获得了世界第一

铺设工程石墨烯混凝土

来自曼彻斯特大学和全国工程协会的团队在一个商业环境中铺设了世界上第一个工程石墨烯混凝土,就在古老的巨石阵纪念碑以东几英里处,在埃姆斯伯里的Solstice公园的新南区体育馆。资料来源:曼彻斯特大学/全国工程学院

第一款商业倾盆石墨烯混凝土使用曼彻斯特技术在英国进行。

曼彻斯特大学的石墨烯专家和由校友领导的建筑公司全国工程公司(Nationwide Engineering)联合开发了一种产品,该产品可能彻底改变混凝土行业及其对环境的影响。

在世界第一为本部门,该团队在威尔特郡的威尔特郡拥有石墨烯增强的“混凝土”,奠定了一个新型健身房的地板板块,去除30%的材料和所有钢筋。根据上海项目的规模,全国范围的工程估计为客户提供10-20%。

具体的问题是什么?

建筑业中混凝土的水泥生产是全球二氧化碳排放的主要原因之一。值得注意的是,如果混凝土是一个国家,那将是世界上只有中国和美国的第三大发射器,占全球有限公司的8%2排放。

与标准RC30混凝土相比,加入微量石墨烯 - 由单层碳原子制成的所谓的“2D材料” - 加强混凝土约为30%,达到相当于较低的结构性性能。

“我们很高兴在真正的项目中开发和建造了这款更换的石墨烯增强的混凝土,”全国范围内工程公司联合创始人兼总经理亚历克斯·麦克塞尔莫特(Alex McDermott)表示,该工程公司也是曼彻斯特的土木工程毕业生。“Together with our partners at The University of Manchester’s Graphene Engineering Innovation Centre and structural engineers HBPW Consulting, we are rapidly evolving our knowledge and experience and are positioned for wider industry deployment through our construction frameworks, becoming the go-to company for graphene-enhanced concrete.”

这是建筑业的这意味着什么?

全国工程公司现有3个5年期的网络铁路建设框架和2个7年期政府皇冠商业建筑框架。铁路网承诺将二氧化碳排放量减少11%2在未来四年的排放中,石墨烯增强混凝土显示出极大的潜力来帮助实现这一目标。

例如,HS2高铁项目预计将使用1970万吨混凝土,产生约500万吨二氧化碳2(占英国每年CO的1.4%2排放)。这还只是混凝土的生产,再加上将材料运送到现场所需的数十万趟火车和卡车旅程。

虽然低风险楼板与高速铁路的性能要求之间仍有一定距离,但在一系列工程应用中减少30%的材料将对建筑行业的环境影响和成本产生显著影响。

在全球建筑行业供应链中推出,该技术有可能削减全球排放量2%。

石墨烯增强混凝土是如何工作的?

液体混凝土通过称为水合和凝胶化的化学反应将其固体形成为其固体形式,其中混合物中的水和水泥反应形成干燥和硬化时间的糊状物。

石墨烯在初始水化反应中起到机械支撑和催化剂表面的作用,从而在微观尺度上更好地结合,并提高成品的强度、耐久性和耐腐蚀性。

至关重要的是,混凝土可以像标准混凝土一样使用,这意味着在批处理或铺设过程中不需要新的设备或培训,并且可以将成本节省直接传递给客户端。

“石墨烯工程创新中心的申请经理Craig Dawson博士”进一步解释:“我们已经生产了一种基于石墨烯的添加剂混合物,即在使用点是无中断的。这意味着我们可以直接将添加剂直接用在作为其现有系统的一部分产生混凝土的配料厂上,因此生产或铺设地板的建筑家庭没有变化。

“我们已经能够做到这一点通过全面调查——与我们的大学的同事们的机械、航空航天,土木工程材料的使用和我们可以定制这种方法使用任何供应商的石墨烯,所以我们不是受制于单一供应商,”他补充道。“随着供应安全性的提高,这使得混凝土成为一个更可行的方案。”

在阿梅伯里,初始倾倒234米2已于5月6日在工地进行了浇筑混凝土的工程,并增加了495米25月25日铺设了混凝土楼板。5月25日使用的石墨烯由Versarien PLC提供。

全国范围内的工程将在其拟合和向内运行期间管理和监控该网站,有效地制作南方四分之一健身房 - 本身是一种碳中立的命题 - 一个“生活实验室”来衡量和评估材料的性能。

该项目已由全国范围的工程资助,创新英国和欧洲区域发展基金的拓展差距计划作为与曼彻斯特大学的石墨烯工程创新中心(Geic)和机械,航空航天和土木工程系(MACE)的合资企业。

先进材料是曼彻斯特大学的研究标杆之一——这些开拓性发现、跨学科合作和跨部门伙伴关系正在解决这个星球面临的一些最大问题。

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