Avustralyalı malzeme şirketi First Graphene, İngiltere'nin en büyük prekast beton üreticisi FP McCann ile ortaklık yaparak, grafenle zenginleştirilmiş çimento kiremitlerinin dünyada bir ilk olan ticari üretim denemesini tamamladı. Beş ay süren proje kapsamında, FP McCann'in Cadeby tesisinde, First Graphene'in PureGRAPH ile zenginleştirilmiş çimentosundan 40 ton kullanılarak 10,000'den fazla çatı kiremiti üretildi. Üretilen kiremitlerin, tesisteki yeni binalarda kullanılması planlanıyor.
Bu sonuçlar, emisyonlarını azaltmak için mücadele eden bir sektör için büyük önem taşıyor. Şirketlere göre, grafen karışımı karbon emisyonlarında %14'e varan azalma sağladı ve çimento-beton oranını %26 düşürdü. Bu ikinci rakam da birincisi kadar önemli. Her bir karo için kullanılan çimento miktarının azaltılması, gereken klinker miktarını doğrudan azaltır ve klinker üretimi, beton yapımının en yüksek karbon yoğunluğuna sahip aşamasıdır.
Çimento karbondan arındırma neden bu kadar zor?
Çimento, küresel CO2 emisyonlarının yaklaşık yüzde sekizini oluşturuyor ve sektörün bu rakamı düşürmek için kolay seçenekleri sınırlı. Emisyonların büyük bir kısmı, kullanılan enerji kaynağından bağımsız olarak CO2 salınımına neden olan kireçtaşının ısıtılmasıyla ilgili kimyasal işlemden kaynaklanıyor. Bu nedenle, üreticilerin yapısal performansı korurken daha az klinker kullanmalarını sağlayan herhangi bir katkı maddesi, sorunu kökünden çözüyor.
İlk GrafenŞirketin yaklaşımı, şirketin iddiasına göre çimento matrisini daha düşük klinker içeriğine izin verecek kadar güçlendiren PureGRAPH-CEM katkı maddesine odaklanıyor. FP McCann deneyi, bu iddiayı endüstriyel ölçekte test etti ve katkı maddesini kontrollü bir laboratuvar ortamı yerine mevcut bir üretim hattına entegre etti. Bu ayrım, ticari uygulanabilirliğin değerlendirilmesi açısından önemlidir.
İkinci bir proje, kanıt tabanını genişletiyor.
FP McCann karo denemesi, First Graphene'in yakın zamanda açıkladığı iki önemli İngiltere projesinden biridir. Şirket ayrıca, Derbyshire'daki Hope Çimento Fabrikası'nda yaklaşık 600 ton grafen katkılı çimento üretmek için Breedon Group ile de çalıştı. Bu partide yaklaşık üç ton PureGRAPH-CEM katkı maddesi bulunuyordu. Malzeme, üç ayrı inşaat projesinde kullanılmak üzere ayrıldı ve Manchester Üniversitesi, malzemenin basınç dayanımı ve performansını test etmekle görevlendirildi.
Bu daha geniş kapsamlı programda, First Graphene, katkı maddesinin daha düşük klinker içeriği sayesinde CO2 emisyonunu yüzde 16'ya kadar azaltabileceğini belirtiyor. Manchester Üniversitesi'nin katılımı, performans doğrulamasına bağımsız bir unsur ekliyor, ancak bu sonuçlar henüz yayınlanmadı.
Hükümet destekli inovasyon programı
First Graphene, Breedon Group, Morgan Sindall Construction and Infrastructure ve Manchester Üniversitesi ile birlikte Birleşik Krallık Hükümeti destekli bir girişime de katıldı. Program, daha yüksek performanslı grafen katkılı bir çimento ürünü geliştirmeyi ve ticari uygulanabilirliğini, güvenlik özelliklerini ve karbon faydalarını değerlendirmeyi amaçlıyor. Büyük bir yüklenici olan Morgan Sindall'ın yanı sıra bir çimento üreticisi ve bir akademik kurumun da katılımı, girişimin malzemenin tüm tedarik zinciri boyunca değerlendirildiğini gösteriyor.
Kavramın doğruluğunu kanıtlamak için ölçeklendirme
Cadeby denemesinin önemi, performans rakamlarından ziyade süreçte yatmaktadır. Yeni yapı malzemeleri genellikle laboratuvar koşullarında umut vadeden sonuçlar gösterir, ancak üreticiler bunları standart üretim iş akışlarına entegre etmeye çalıştıklarında zorluklarla karşılaşırlar. First Graphene, normal operasyonlarda belirgin bir aksama olmadan ticari bir tesis aracılığıyla 10,000'den fazla karo üretti; bu da satın alma ekiplerinin ve şartname hazırlayıcılarının genellikle dile getirdiği temel itirazlardan birini ele almaktadır.
Performans rakamlarının daha geniş çaplı uygulamalarda da geçerli olup olmayacağı açık bir soru işareti olarak kalmaktadır. Manchester Üniversitesi'nin Breedon partisi üzerinde yapacağı basınç dayanımı testleri ek veriler sağlayacaktır, ancak bağımsız hakemli sonuçlar henüz yayınlanmamıştır. Her iki projede de belirtilen %14 ve %16 emisyon azaltım rakamları şirketlerin kendilerinden gelmektedir ve harici olarak doğrulanana kadar şirket tarafından bildirilen iddialar olarak değerlendirilmelidir.
İnşaat malzemeleri için çıkarımlar
Ticari çatı kaplama sektörü, yeni bir çimento katkı maddesi için pratik bir giriş noktasıdır. Çatı kiremitleri, tanımlanmış performans gereksinimlerine sahip, yüksek hacimli ve standartlaştırılmış bir üründür. Buradaki başarı, emisyon risklerinin önemli ölçüde daha yüksek olduğu yapısal beton uygulamalarında daha geniş bir benimseme için güvenilir bir yol açar.
Birleşik Krallık ve diğer ülkelerdeki inşaat sektörü, ulusal iklim taahhütlerinin bir parçası olarak binalardaki karbon ayak izini azaltma konusunda yoğun bir baskıyla karşı karşıya. Üretim süreçlerinde temel değişiklikler gerektirmeden çimento talebini azaltan malzemeler, henüz mevcut olmayan altyapıya bağlı olmayan kısa vadeli çözümler arayan geliştiricilerin, müteahhitlerin ve politika yapıcıların ciddi ilgisini çekecektir.
First Graphene'in denemeleri, çimentonun karşı karşıya olduğu karbonsuzlaştırma sorununu çözmüyor. Ancak, laboratuvar vaatlerinden ticari gerçekliğe doğru ölçülebilir bir adımı temsil ediyorlar; bu da düşük karbonlu malzeme çözümlerinin çoğunun tarihsel olarak takılıp kaldığı noktadır.
