Forskere skaber innovativ ny grøn beton ved hjælp af grafen

En ny grønnere, stærkere og mere holdbar beton, der er fremstillet ved hjælp af vidunder-materialet grafen, kan revolutionere byggebranchen.

Eksperter fra University of Exeter har udviklet en banebrydende ny teknik, der bruger nanoteknologi til at inkorporere grafen i traditionel betonproduktion.

Det nye kompositmateriale, som er mere end dobbelt så stærk og fire gange mere vandafvisende end eksisterende beton, kan anvendes direkte af byggebranchen på byggepladser. Alle de testede betonprøver er i henhold til britiske og europæiske standarder for byggeri.

Afgørende, det nye grafenforstærkede koncentreringsmateriale reducerede også drastisk kulstofaftrykket fra konventionelle betonproduktionsmetoder, gør det mere bæredygtigt og miljøvenligt.

Forskerholdet insisterer på, at den nye teknik kan bane vejen for, at andre nanomaterialer kan inkorporeres i beton, og dermed modernisere byggebranchen yderligere på verdensplan.

Forskningen er publiceret i tidsskriftet Avancerede funktionelle materialer , på mandag, 23. april 2018.

Professor Monica Craciun, medforfatter af papiret og fra Exeters ingeniørafdeling, sagde:"Vores byer står over for et voksende pres fra globale udfordringer med forurening, bæredygtig urbanisering og modstandsdygtighed over for katastrofale naturbegivenheder, blandt andre.

"Dette nye kompositmateriale er en absolut game-changer med hensyn til at forstærke traditionel beton for at imødekomme disse behov. Ikke alene er det stærkere og mere holdbart, men det er også mere modstandsdygtigt over for vand, hvilket gør den enestående velegnet til byggeri i områder, der kræver vedligeholdelsesarbejde og er svære at komme til.

"Måske endnu vigtigere, ved at inkludere grafen kan vi reducere mængden af ​​materialer, der kræves for at fremstille beton med omkring 50 procent - hvilket fører til en betydelig reduktion på 446 kg/ton af kulstofemissionerne.

"Denne hidtil usete række af funktionaliteter og egenskaber afdækket er et vigtigt skridt i at fremme en mere bæredygtig, miljøvenlig byggeindustri over hele verden."

Tidligere arbejde med at bruge nanoteknologi har koncentreret sig om at modificere eksisterende komponenter af cement, et af hovedelementerne i betonproduktionen.

I den innovative nye undersøgelse, forskerholdet har skabt en ny teknik, der fokuserer på at suspendere atomisk tyndt grafen i vand med højt udbytte og uden defekter, lav pris og kompatibel med moderne, store produktionskrav.

Dimitar Dimov, hovedforfatteren og også fra University of Exeter tilføjede:"Denne banebrydende forskning er vigtig, da den kan anvendes til storskala fremstilling og konstruktion. Industrien skal moderniseres ved ikke kun at inkorporere off-site produktion, men også innovative nye materialer.

"At finde grønnere måder at bygge på er et afgørende skridt fremad i at reducere kulstofemissioner rundt om i verden og dermed hjælpe med at beskytte vores miljø så meget som muligt. Det er det første skridt, men et afgørende skridt i den rigtige retning for at skabe en mere bæredygtig byggebranche for fremtiden."

Papiret, Ultrahøj ydeevne nanokonstruerede grafen-beton-kompositter til multifunktionelle applikationer, er publiceret i tidsskriftet Avancerede funktionelle materialer .