Vďaka grafénu v cemente je betón odolný voči vode a prasklinám
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 22. 6. 2021
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Keď vedci pracujú na zvýšení pevnosti a trvanlivosti betónu, obracajú sa aj na grafén. Tento najsilnejší materiál na svete sa totiž ukazuje ako sľubná prísada. Najnovší príklad tohto vývoja pochádza od vedcov z Northwesternskej univerzity, ktorí vyvinuli novú formu cementu naplneného grafénom, ktorý je vysoko odolný voči vode a prasklinám.
Ako kľúčová zložka pri výrobe betónu, ktorý je najbežnejšie používaným stavebným materiálom na svete, má cement obrovskú environmentálnu stopu, ktorá predstavuje približne osem percent globálnych emisií skleníkových plynov. Jedným zo spôsobov, ako vedci dúfajú, že sa toto zaťaženie zníži, je vývoj foriem betónu, ktoré vydržia dlhšie, čo znižuje potrebu ďalšieho betónu, ktorý by nahradil narušené štruktúry.
Jedným z dôvodov zlyhania betónových konštrukcií je tvorba veľkých trhlín, ktoré začínajú malými prasklinami. Ako náhle voda prenikne do týchto prasklín, môže spôsobiť ich zväčšenie, až kým nebude treba celú konštrukciu opraviť alebo vymeniť. Už je vyvíjaných niekoľko zaujímavých spôsobov, ako môžu vedci do tohto procesu zasiahnuť prostredníctvom „samoliečiaceho“ betónu, ktorý opravuje svoje praskliny pomocou krvných enzýmov, plesní či špeciálnych lepidiel.
V tomto môže zohrať dôležitú úlohu aj grafén. Iný tím výskumníkov napríklad premenil staré pneumatiky na grafén, ktorý sa použil na výrobu pevnejšieho betónu. Táto technológia si začína raziť cestu už aj do skutočného sveta, keď nedávno v Anglicku vyliali prvú betónovú dosku so zvýšeným obsahom grafénu.
Vedci z Northwesternskej univerzity pripravujú novú receptúru preplňovaného cementu, kde sú zapracované drobné čiastočky grafénu, aby bol betón odolnejší voči vode. Tím experimentoval s celým radom typov častíc, vrátane uhlíkových nanotrubíc, uhlíkových nanovlákien a grafénových nanočlánkov, a potom testoval ich výkon pomocou pokrokovej techniky známej ako testovanie škriabaním. Toto podrobí mikroskopické kúsky materiálu kužeľovitým sondám, ktoré otestujú ich lámacie reakcie.
Tieto experimenty tiež umožnili vedcom vylepšiť zloženie cementu, aby sa zvýšila jeho výkonnosť. Tím nakoniec zvolil ako víťaznú prísadu grafénové nanočastice, o ktorých zistili, že je možné ich implementovať v malom množstve tak, aby sa zlepšila odolnosť hotového betónového výrobku proti zlomeniu. To sa dosiahlo znížením pórovitosti materiálu a tým aj znížením prieniku vody až o 78 percent.
Výskum bol publikovaný v magazíne Philosophical Transactions of the Royal Society A.
