Attualmente in costruzione presso il campus universitario TU di Dresda in Germania, The Cube è annunciato come il “primo edificio al mondo in cemento al carbonio”.
Edificio rinforzato con fibra di carbonio
Questo tipo di calcestruzzo di nuova concezione offre la stessa resistenza strutturale del calcestruzzo rinforzato con armature in acciaio, ma utilizza molto meno calcestruzzo, affermano i ricercatori.
Il calcestruzzo è rinforzato con filato di fibra di carbonio, che viene realizzato legando insieme molte fibre di carbonio – fili ultrasottili di cristalli di carbonio quasi puri – utilizzando un processo di decomposizione termica chiamato pirolisi.
Questi filati vengono utilizzati per creare una rete su cui viene versato il calcestruzzo.
Scienziati che sviluppano fibre di carbonio a base biologica “inondati di richieste” per una versione sostenibile del materiale miracoloso Secondo Henn, il materiale risultante è quattro volte più resistente del normale calcestruzzo, ma anche quattro volte più leggero, a causa delle sezioni strutturali ridotte.
La rete in fibra di carbonio è anche antiruggine, a differenza dell’acciaio, il che significa che il calcestruzzo al carbonio ha una durata maggiore rispetto al tipico cemento armato. Ciò significa anche che le strutture possono essere molto più sottili poiché gran parte dello spessore del cemento armato è dovuto alla necessità di impedire la penetrazione dell’acqua che porta all’ossidazione dell’armatura.
Henn ha progettato The Cube in collaborazione con l’Institute for Solid Construction della TU Dresden, guidato dal professor Manfred Curbach. Con una parete che si piega fino a diventare un tetto, la forma dell’edificio si ispira alle proprietà leggere e flessibili della fibra di carbonio.
“Il design di The Cube reinterpreta la natura fluida e tessile delle fibre di carbonio fondendo senza soluzione di continuità soffitto e pareti in un’unica forma, suggerendo un’architettura futura in cui il design attento all’ambiente si coniuga con la libertà formale e un radicale ripensamento degli elementi architettonici essenziali, ” disse Henn.
“La parete e il soffitto non sono più componenti separati ma funzionalmente si fondono l’uno nell’altro come un continuum organico”. L’edificio sarà il fiore all’occhiello di un importante progetto di ricerca della TU Dresda chiamato C³ – Carbon Concrete Composite, sostenuto dal Ministero federale tedesco dell’Istruzione e della Ricerca. L’obiettivo del progetto è quello di esplorare i potenziali usi di questo nuovo materiale in edilizia.
“Il calcestruzzo al carbonio potrebbe contribuire a processi di costruzione più flessibili e rispettosi delle risorse, e il passaggio al calcestruzzo al carbonio potrebbe ridurre le emissioni di CO2 dovute alle costruzioni fino al 50%”, ha affermato Henn.
“Il vantaggio è che puoi rendere il calcestruzzo molto più sottile pur essendo in grado di trasportare carichi pesanti”, ha affermato il dott. Erik Frank, scienziato senior del carbonio, in una recente intervista con Dezeen. “Quindi puoi progettare forme completamente diverse. Ci sono alcuni esempi di ricerca di componenti per edifici in calcestruzzo supersottili o panchine o rinforzi. L’obiettivo è allontanarsi dalle enormi quantità di calcestruzzo che vengono utilizzate oggi”.
Fibre di carbonio a base biologica in fase di sviluppo
Tuttavia, l’impronta di carbonio della fibra di carbonio è “di solito molto negativa”, secondo Frank. Il ricercatore sta attualmente esplorando modi per creare fibre di carbonio dalla lignina, una comune sostanza a base vegetale, che è anche un sottoprodotto dell’industria della carta.
Prevede che le fibre di carbonio a base biologica non sostituiranno quelle a base di petrolio, poiché non offrono ancora le stesse prestazioni. Tuttavia, si aspetta che la domanda continui ad aumentare. “Sarà solo un secondo mercato in parallelo”, ha detto.
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