Hormigón con grafeno.
Introducción.
El grafeno ha sido incorporado a la producción tradicional de hormigón por científicos de la Universidad de Exeter, desarrollando un material compuesto que es mas del doble de fuerte y cuatro veces mas resistente al agua que los hormigones existentes.
A diferencia de los intentos anteriores de utilizar la nanotecnología en el hormigón, que se han centrado en modificar los componentes existentes del cemento, la nueva técnica permite una capa de grafeno se suspenda en agua .
Grafeno en la construcción.
El grafeno es idóneo como material de uso estructural, pues actúa como una malla molecular que da soporte estructural a edificaciones- según Graphenano.
El grafeno es un nanomaterial de carbono más fuerte que el acero y más duro que el diamante, con capacidad para soportar grandes cargas y absorber energía antes de romperse. Por ello, los hormigones que lo contienen son más resistentes a la tracción, compresión y desgaste. Además, son hormigones de alta flexibilidad y ductilidad que retrasan la aparición de grietas y fisuras, lo que los hace ideales frente a sismos y otros desastres naturales. Las construcciones realizadas con estos hormigones aditivados con grafeno pueden aumentar su vida útil hasta 50 años más que las actuales.
¿Qué es el hormigón con grafeno?
El hormigón con grafeno también conocido como hormigón verde, parte de la mezcla de grafeno con agua, la cual es una solución acuosa, con partículas de grafeno en suspensión, es la que se junta con los ingredientes tradicionales, se añade cemento y otros agregados.
Proceso de fabricación y pruebas de ensayo.
Fabricación de grafeno por exfoliación de grafito
Preparación de distintas muestras de hormigón y su testeo:
- Cubos de (arena ,cemento, agregados y el grafeno disperso en agua)
- Fraguados los cubos de hormigón.
- Pruebas de ensayo.
Características.
Resistencia en comparación al hormigón tradicional es:
- compresión 146% +
- flexión 79,5%+
Permeabilidad al agua 400% +
Modo de uso/aplicación.
Los creadores del nuevo material asegura que se usa igual que el hormigón tradicional, por lo cual no requiere un nuevo entrenamiento para los trabajadores ni conlleva un gasto extra.
"Hemos producido una mezcla de aditivos a base de grafeno que no perturba el punto de uso. Esto significa que podemos dosificar nuestro aditivo directamente en la planta de producción de hormigón como parte de su sistema actual, por lo que no hay ningún cambio en la producción ni en los constructores que colocan el suelo"- asegura el Dr. Craig Dawson. director de aplicaciones del Centro de Innovación en Ingeniería del Grafeno de la Universidad de Mánchester.
El Concretene puede utilizarse tal y como se maneja el hormigón tradicional, sin necesidad de equipos especiales o mano de obre calificada para su colocación en obra o su producción en plantas de dosificación.
Sostenibilidad.
La producción de cemento para hormigón deja una gran huella de carbono. Naciones Unidas ya ha advertido que la industria de la construcción representa el 38% de todas las emisiones de CO2. Desde Nationwide Engineering aseguran que si el hormigón fuera un país sería el tercer emisor de dióxido de carbono del mundo solo por detrás de China y Estados Unidos.
Si este nuevo material de construcción se utilizara en toda la cadena de suministro mundial podría reducir hasta un 2% de las emisiones en todo el mundo. Este hormigón enriquecido es mas caro de producir por la inclusión del grafeno así que el coste adicional según calcula la compañía es de alrededor del 5% , pero como se necesita menos cantidad, la empresa calcula que puede ofrecer un ahorro global de entre el 10% y el 20% al cliente final.
Ventajas.
- Emisiones de CO2 disminuirán en 446 kg por tonelada.
- Es mas resistente.
- Reducción de materiales para su elaboración de un 50% a comparación de un hormigón tradicional.
- Es un hormigón mas ecológico.
Compañía Graphenano Smart Materials.
El adictivo de Graphenano Smart Materials esta formulado en base líquida, así que permite mantener el color del hormigón intacto. Además no interfiere en el proceso constructivo tradicional porque sus usuarios solo tiene que incorporarlo a la mezcla del hormigón, evitado así tener que adquirir nueva maquinaria o conocimientos técnicos.
Aplicación en obra.
En mayo de 2021, se coloco con éxito una losa de piso Concretene de 700m2 para un nuevo gimnasio en Amesbury, Wiltshire. Utilizando equipos y mano de obra convencionales, el equipo utilizo un 30% menos de material para un rendimiento comparable al estándar, y elimino todo el esfuerzo de acero, reduciendo aun mas los costos y las emisiones.
GEIC y Nationwide Engineering colocaron dos losas Concretene mas en Mánchester con funciones contrastes:
- una como parte de una carretera de acceso al edificio GEIC, lo que permite monitorear el rendimiento al aire libre
- el otro un piso suspendido en el sitio de regeneración Brown Field de Mayfield Depot, para su uso como discoteca de rodillos.
Video de información general.
Conclusión.
- El hormigón verde ha demostrado tener propiedades aptas y muy adecuadas para su utilización dentro de la construcción, proporcionando mas ventajas ante el hormigón tradicional, siendo mas resistente, ecológico y una menor emisión de CO2 en su producción.
Bibliografías.
University of Exeter. (2018). Científicos crean nuevo e innovador hormigón ´verde´ utilizando grafeno. Recuperado de Noticias destacadas - Científicos crean nuevo e innovador hormigón 'verde' utilizando grafeno - Universidad de Exeter
El grafeno llega a la construcción para aumentar la resistencia del hormigón. (2015). Graphenano. Recuperado de El grafeno llega a la construcción para aumentar la resistencia del hormigón - Graphenano Nanotechnologies
Perez, R. (2018). Hormigón mas verde con grafeno. Experto Storng Forms. Recuperado de HORMIGÓN MÁS VERDE CON GRAFENO - Strong Forms
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