Прочность цемента повысили с помощью графена

Ученые из Университета Райса доказали, что использование графена может не только сократить количество используемого в строительстве песка, но и сделать бетон легче, прочнее и жестче.

Бетон состоит из трех основных ингредиентов: воды, заполнителя, такого как песок, и цемента, который связывает все это вместе. Песок является основным компонентом по объему, поэтому спрос на него по мере роста строительства неуклонно увеличивается. Добыча наносит вред окружающей среде, а в будущем человечество может столкнуться с исчерпанием источников.

Исследователи использовали в качестве альтернативы песку графен, произведенный с помощью разработанного в Университете Райса метода импульсного джоулевого нагрева. Богатый углеродом базовый материал быстро перегревается под воздействием электричества, превращаясь в графеновые хлопья. В данном случае базовым материалом был металлургический кокс.

Первоначальные эксперименты, в которых металлургический кокс превращался в графен, привели к получению материала, который по размеру был похож на песок.

Мы решили изучить возможность использования его в качестве полной замены песка в бетоне, и наши результаты показывают, что он будет работать очень хорошо.

Пол Адвинкула, ведущий автор исследования

Экономия песка была не единственным преимуществом. Полученный бетон был на 25% легче, чем бетон, изготовленный с обычным заполнителем, и продемонстрировал увеличение ударной вязкости на 32%, пиковой деформации на 33% и прочности на сжатие на 21%. С другой стороны, на 11% снизился модуль Юнга, показатель устойчивости материала к деформации при растяжении.

Пока графен слишком дорог, чтобы сделать этот метод коммерческой альтернативой песку в больших масштабах. Но эксперты Программы ООН по окружающей среде предполагают, что растущий спрос на песок в сочетании с ростом населения и расширением городов может вскоре спровоцировать «песчаный кризис». По мере увеличения стоимости песка и сокращения стоимости графена, эта альтернатива может найти применение в строительстве.


Читать далее:

«Хаббл» показал очень старую галактику: она не похожа на молодой Млечный Путь

Физики озадачены: в нашей галактике происходит «что-то подозрительное»

Выяснилось, какие черты лица выдают богатого человека

На обложке: Image by onlyyouqj on Freepik

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Астрономы сфотографировали «детство Вселенной» до появления галактик
Космос
Прощальные кадры: лунный модуль сфотографировал закат на Луне
Наука
Гены загадочных предков людей повлияли на работу мозга, показало исследование
Наука
В Петербурге открыли лабораторию для создания компьютеров, которые имитируют работу мозга
Наука
Телескоп «Евклид» показал 26 млн галактик: опубликованы первые результаты миссии
Космос
Крошечных морских животных увеличили в пять раз, чтобы рассмотреть их клетки
Наука
В Сеченовском Университете появится «умная» операционная 
Новости
Операторы связи начали заменять китайское оборудование на российское
Новости
В России хотят обязать использование отечественных процессоров для ИИ
Новости
Посмотрите на первого робота-гуманоида Nvidia в действии
Новости
Образцы с обратной стороны Луны показали, какой она была в прошлом
Космос
Морские интернет-кабели научились «прослушивать» на предмет саботажа
Новости
Нового рекорда на термоядерном синтезе добились в России
Наука
Российские ученые разработали материалы для памяти будущего  
Наука
Выяснилось, какие мутации ДНК ускоряют старение  
Наука
«Суперджет» с российскими двигателями ПД-8 впервые поднялся в воздух
Новости
Светочувствительные нановолокна ускорили рост нейронов  
Наука
ChatGPT может «заболеть» тревожностью и депрессией, но есть способ его «успокоить»  
Новости
Москва сократила выбросы углерода на 190 000 тонн благодаря электробусам  
Новости
Игуаны совершили рекордное путешествие миллионы лет назад: они проплыли по океану 8 000 км
Наука