英国制造商FP McCann正在开发适用于低碳住房的石墨烯增强型混凝土屋面瓦的大规模生产技术。
政府计划新增150万套住房的宏伟目标，与建筑行业迫切需要实现脱碳的现实需求并存——该行业历来被视为碳足迹巨大的领域。FP McCann通过一项开创性的研发项目，将这两项看似对立的需求有机结合，率先实现了低碳混凝土屋面瓦的生产。
该项目通过与能源及环境政府部门（新西兰能源与气候变化部 DESNZ 和英国环境、食品与农村事务部 DEFRA）签订的“创新合同”获得资助，有望在保持性能和可制造性的前提下，显著降低混凝土瓦片的碳足迹，从而彻底改变屋顶行业。
挑战：实现可持续建设
建筑业是全球碳排放的主要来源之一，仅水泥生产就占全球二氧化碳排放量的约8%。传统水泥（CEM I）是混凝土的关键成分，但其生产过程能耗巨大，且会释放大量二氧化碳。
随着英国致力于实现净零排放目标，建筑业面临着采用更可持续的实践和材料的压力。政府承诺新建150万套住房，这为将低碳解决方案融入英国住房战略的核心提供了重要机遇。
创新技术：石墨烯增强水泥（GEC）
在这场可持续建筑革命的前沿，石墨烯增强水泥（GEC）正引领潮流。GEC以CEM II/A-L为基材，是一种将石墨烯（一种仅有一层碳原子厚度的材料）融入混凝土的创新材料。
通过添加由 First Graphene Ltd. 研发的石墨烯纳米片，水泥性能得到显著提升，从而实现了熟料含量的显著降低。
通过融入这些纳米片，采用 GEC 制成的混凝土混合料可达到与 CEM I 基配方相当的强度水平。目前，Breedon 的 Hope Works 工厂正在进行 GEC 生产的全面试产。
GEC的主要优势包括：
降低碳足迹：通过用GEC（其熟料含量低于CEM I）替代CEM I，混凝土屋面瓦的碳足迹可降低15%-20%。
增强强度与耐久性：石墨烯卓越的强度重量比意味着GEC可达到与传统混凝土相同甚至更优的性能，从而确保屋面瓦的持久耐用性。
无缝集成：采用GEC无需对现有生产方法或计划进行任何调整，可顺利过渡到更可持续的制造工艺。
FP McCann：引领创新
FP McCann 是一家拥有悠久创新历史并致力于品质的家族企业。公司年营业额超过 4.15 亿英镑，拥有一支由 1,700 名专业人士组成的团队，是英国最大的预制混凝土解决方案制造商。
位于莱斯特郡卡德比的这家采用太阳能供电、技术先进的屋面瓦工厂，是开展这项开创性研发项目的理想场所。该工厂的三条全自动生产线日产量合计超过12万片，充分展现了FP McCann进行大规模、高质量生产的能力。
FP McCann在采用尖端技术方面拥有卓越的业绩。2024年，他们部署了业内首创的AI驱动、基于视觉的质量控制系统，该系统利用深度学习技术实时检测表面异常，并自动将有缺陷的瓦片从生产线上剔除以供回收。这种对创新的承诺确保了每片瓦片都符合最高质量和性能标准。
开创性的合作伙伴关系
该项目是FP McCann、First Graphene Ltd.以及国家复合材料中心（NCC）三方专业知识的结晶。这种合作关系对项目成功至关重要，它将FP McCann的制造实力与其合作伙伴在石墨烯技术和复合材料领域的专业知识相结合。
该项目将经历严格的验证流程，包括实验室优化、工厂规模化生产、内部质量控制以及第三方测试。我们将通过全面的生命周期评估（LCA）来评估GEC屋面瓦对环境的影响，旨在获得环境产品声明（EPD），以支持该产品的可持续性主张。
屋顶材料的脱碳之路
石墨烯增强混凝土屋面瓦的规模化生产，是迈向低碳建筑行业进程中的重要一步。该项目不仅满足了英国对可持续住房解决方案的迫切需求，同时也彰显了创新与协作在应对全球最紧迫环境挑战方面的强大力量。
通过在屋面瓦生产中率先采用石墨烯增强混凝土（GEC），FP McCann不仅为自身业务奠定了未来发展基础，同时也为建筑业可持续屋面材料的新时代铺平了道路。
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