Графен – удивительный материал, способный превратить самые старые строительные материалы в более экологичный и устойчивый вариант. В британском Университете Эксетера изучается возможность включения графена в процесс производства бетона с целью разработки нового композитного материала под названием графеновый бетон. Полученный композитный бетон обладает вдвое большей прочностью, чем традиционный бетон.
Графен легче перышка и более электропроводный, чем медь. Он обладает большей прочностью, чем сталь, и постепенно вытесняет железобетонные изделия, армированные сталью. В этой статье рассматриваются свойства графена и его влияние на бетонное строительство.
Графен – чудо-материал
Графен состоит из атомов углерода, расположенных в виде сотовой решетки. Структура толщиной в один атом практически прозрачна. При использовании в бетоне материал придает прочность, которая в 200 раз выше, и делает бетон в шесть раз легче по сравнению с обычным бетоном. Таким образом, эти свойства графена помогают создавать легкие композитные материалы.
Графен является хорошим проводником тепла и электричества. Он поглощает около 2% света и непроницаем для водорода, гелия и других легких газов.
Графен в бетоне
Графен – самый прочный в мире искусственный материал с прочностью на разрыв 130 ГПа и модулем упругости 1 Па. Присущая графену прочность помогает восстановить первоначальную форму материала даже после деформации в 25%. Его размеры меньше 1 микрона, что делает его идеальным для смешивания с цементными вяжущими, добавками и заполнителями для получения лучшего бетона.
Исследователи из Эксетерского университета придумали способ суспендировать хлопья графена в воде. Эта вода смешивается с традиционными компонентами бетона, цементом и заполнителем. Весь процесс является недорогим и совместимым с современными строительными требованиями. Графеновые добавки легко смешиваются с водой и добавляются в бетон. Таким образом, для этого не требуется никакого дополнительного оборудования.
Бетон с графеновыми добавками протестирован и признан соответствующим британским и европейским стандартам строительства. Он обеспечивает увеличение прочности на сжатие на 146%, прочности на изгиб на 70% и снижение проницаемости на 400%.
Включение графена в бетон позволит создать конструкции с повышенной прочностью.
Графен в бетоне позволяет сократить примерно на 50% количество сырья, используемого в традиционном бетоне. Сообщается, что он обеспечивает значительное снижение содержания цемента. Исследователи утверждают, что эта технология может привести к сокращению выбросов углекислого газа на 446 кг/тонну.
В таблице-1 ниже приведены эксплуатационные характеристики первого в мире бетона с добавлением графена под названием Concrene.
Таблица-1: Эксплуатационные характеристики графенового бетона марки Concrene
Image Courtesy: Concrene
Преимущества графенового бетона
Три основных решения, обеспечиваемые графеном в бетоне, касаются объема, прочности и водонепроницаемости бетона.
Области применения графенового бетона
Важными областями применения графенового бетона являются:
Вопросы и ответы
Что такое графеновый бетон?
Графен был объединен с традиционным производством бетона для исследования, проведенного в Университете Эксетера с целью разработки нового композитного материала, названного графеновым бетоном.
Каковы особенности графенового бетона?
Усиленный графеном бетон был протестирован и признан соответствующим британским и европейским стандартам строительства. Он обеспечивает увеличение прочности на сжатие на 146%, прочности на изгиб на 70% и снижение проницаемости на 400%.
Каковы области применения графенового бетона?
Важным применением графенового бетона является строительство сборных лестничных блоков, оголовков для труб, септиков и резервуаров для воды.
Как защитить здания будущего с помощью этих 7 принципов
Светоизлучающий цемент: Экологичный способ освещения автомагистралей
Мелкозернистый бетон: значение и свойства
Читайте далее:- Добавки (присадки) для бетона – виды, выбор, свойства, применение.
- Планирование и управление проектами.
- 15 видов добавок, используемых в бетоне.
- Характеристики бетонного покрытия для арматуры в различных кодах.
- Умные наноматериалы в строительной индустрии и их применение.
- Строительные материалы для строительства недорогого жилья.
- Различные коды для испытаний строительных материалов.