Il calcestruzzo è uno dei materiali più utilizzati e allo stesso tempo più inquinanti al mondo. Da anni il settore dell’ingegneria dei materiali sta provando a trovare un’alternativa a questo materiale, ideando e brevettando materiali compositi dove le aggiunte polimeriche rendono il calcestruzzo meno impattante. Una delle ultime invenzioni in questo settore è il Concretene, un calcestruzzo al grafene con il quale è stata realizzata la prima grande lastra al mondo con questa tecnologia. Concretene è il risultato di una collaborazione tra l’Università di Manchester e l’impresa di costruzioni Nationwide Engineering.
Lo scorso 6 maggio ad Amesbury, in Inghilterra, Concretene è stato colato per la prima volta per realizzare la soletta in cemento della palestra Southern Quarte. 729 metri quadri di calcestruzzo al grafene, gettati in due tempi diversi, che potrebbero cambiare il settore dell’edilizia. Le proprietà di questo materiale sono incredibili.
Secondo l’Università di Manchester, l’aggiunta di piccole quantità di grafene alla matrice cementizia rende il calcestruzzo circa il 30% più resistente rispetto a quello standard. Questo significa che è necessario molto meno materiale per ottenere prestazioni strutturali equivalenti. Con una diretta conseguenza sull’impronta di carbonio e una riduzione importante dei costi.
Nationwide ha stimato che il 5% in più di costo di Concretene sarà compensato dal volume di materiale inferiore dal 10 al 20% rispetto a un calcestruzzo RC30 standard. Un ottimo compromesso che rende molto appetibile sul mercato questa tipologia di calcestruzzo al grafene, che non prende grande piede nell’edilizia a causa proprio del suo costo importante. La maggiore resistenza del calcestruzzo al grafene riduce anche la necessità di rinforzi in acciaio, risparmiando ulteriormente materiale e riducendo i tempi di posa in cantiere.
Uno dei grandi punti di forza di questo materiale è che può essere utilizzato come calcestruzzo standard. Non sono infatti necessarie nuove attrezzature o macchinari per il processo di dosaggio o posa. Concretene è fornito dall’impresa direttamente come additivo da inserire nell’impianto di betonaggio in cui viene prodotto il calcestruzzo in cantiere. Non ci sono così modifiche alla normale produzione, non sono necessarie attrezzatture aggiuntive o manodopera specializzata.
La polimerizzazione del calcestruzzo standard avviene attraverso l’idratazione e la gelificazione a seguito delle reazioni chimiche tra la polvere di cemento, gli inerti e l’acqua di impasto. Il grafene agisce 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.
Il grafene è un materiale straordinario perché ha caratteristiche chimiche e fisiche uniche in natura. Si presenta infatti come un sottile strato di atomi di carbonio disposti in uno schema esagonale. È il materiale più sottile conosciuto ed è circa 200 volte più resistente dell’acciaio. Il grafene è anche un ottimo conduttore di calore e le sue capacità termiche lo rendono più performanti dell’oro e del diamante.
Il co-fondatore e amministratore delegato di Nationwide, Alex McDermott, ha descritto il calcestruzzo al grafene come il game changer del settore. “Insieme ai nostri partner dell’Università di Manchester e agli ingegneri strutturisti di HBPW Consulting, stiamo rapidamente evolvendo le nostre conoscenze ed esperienze. Il nostro obiettivo è diventare un punto di riferimento del settore e diffondere l’uso del calcestruzzo al grafene nei progetti più importanti”.
“Abbiamo prodotto una miscela di additivi a base di grafene che non disturba il processo di produzione. Questo è possibile attraverso un’indagine approfondita insieme ai nostri colleghi universitari del Dipartimento di Ingegneria Meccanica, Aerospaziale e Civile. Possiamo adattare questo approccio per utilizzare il grafene di qualsiasi fornitore, quindi non siamo obbligati ad un unico fornitore. Questo rende Concretene una proposta più praticabile in quanto vi è una maggiore sicurezza dell’approvvigionamento.”
In Italia sono diverse le aziende che da anni lavorano a questo materiale rivoluzionario. La Iterchimica di Bergamo, con la sua tecnologia Gipave, è uno dei leader nelle pavimentazioni stradali al grafene nel nostro Paese, con applicazioni che rappresentano un unicum al mondo, come quella di Roma.
L’Europa invece si sta muovendo sul piano normativo per dare un impulso decisivo all’uso di questo materiale. La Commissione Europea ha infatti finanziato il Graphene Flagship, un gruppo che lavora sull’inserimento del grafene nell’edilizia, finanziando progetti di ricerca su questo materiale e incentivando le applicazioni commerciali. Ad oggi la Graphene Flagship riunisce oltre 170 partner accademici e industriali provenienti da 21 paesi.
