Графен в строительстве: Как графен изменит архитектуру и нашу жизнь — Bird In Flight

В строительстве впервые использован бетон с добавкой графена

17.06.2021


В Великобритании для строительства нового спортзала изготовили бетонные плиты из экспериментальной смеси Concretene. Это первый в мире опыт возведения зданий с использованием бетона, содержащего графен. Участники проекта — исследователи из Университета Манчестера и строительная фирма Nationwide Engineering. Сообщается, что новый материал примерно на 30 % прочнее обычного бетона.


Изготовленную стабильную графеновую добавку можно дозировать прямо на бетоносмесительном узле, и строителям не потребуется изменять технологию заливки бетонной смеси. Спортзал станет своего рода испытательным полигоном — Nationwide Engineering планирует следить за показателями качества инновационного материала.


По подсчетам специалистов Nationwide Engineering, замена обычного бетона на Concretene позволяет сократить выбросы СО2, связанные с его жизненным циклом, можно было бы сократить на 25 %. Себестоимость бетонной смеси, содержащей графен, на 5 % выше, однако благодаря меньшему расходу ее стоимость для потребителя на 10—20 % меньше.

География: Великобритания

Источник: New Atlas

Ключевые слова: технологии

Использование опубликованных на сайте новостных материалов допускается только с упоминанием источника (журнал «Цемент и его применение») и активной гиперссылкой на цитируемый материал.

Поделиться:  

Самое читаемое

01.11.2022Производство цемента в Узбекистане в III квартале 2022 года

31.10.2022Обеспечение бесперебойной доставки цемента по железной дороге

01.11.2022В России вступает в силу «зеленый» стандарт строительства жилья

02.11.2022Евроцемент: о сокращении затрат на дорожные работы без потери качества

03.11.2022В России предложили ввести цифровую маркировку стройматериалов

03.11.2022Михаил Мишустин утвердил Стратегию развития строительной отрасли и жилищно-коммунального хозяйства до 2030 года

01. 11.2022«Искитимцемент» подвел итоги работы за 9 месяцев 2022 года

31.10.2022«Азия Цемент» открыла площадку для сбора шин на утилизацию

Подписаться на новости

Архив новостей

20222021202020192018201720162015201420132012201120102009200820072006

ЯнварьФевральМартАпрельМайИюньИюльАвгустСентябрьОктябрьНоябрь

Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
1 2 3 4 5 6
7 8 9 10 11 12 13
14 15 16 17 18 19 20
21 22 23 24 25 26 27
28 29 30

« Октябрь 2022

Графен, применение графена в строительстве

Графен – одна из форм наноуглерода. Наноструктурные материалы изучаются и разрабатываются уже давно, и появление нано-частиц на наших стройках — в составе бетонов, лакокрасочных материалов, электротехнических устройствах и еще много где — это вовсе не фантастика. Бетон и сталь для нас привычны. А что будет через пятьдесят лет? А через сто? Что за материалы появятся на строительных площадках, вот если бы заглянуть в будущее…

Ну заглянуть-то не вопрос. Ученые пишут статьи, публикуют их не только в научных журналах, но и популяризируют, а об особо интересных разработках, например – о новом мобильнике с экраном из пленочного графена, прошитом металловолокнами – уже давно знают все, кто интересуется подобными вещами, из прессы. Такой мобильник можно ронять и бить экраном, и даже трещин не будет. Из подобных материалов можно делать космические скафандры.

Что такое графен

Графен – уникален как материал и чрезвычайно разнообразен по свойствам. Получают графен из обыкновенного графита. И так же, как и графит, графен состоит из одних только атомов углерода. В одном миллиметре графита содержится более трех миллионов слоев графена.

Разница состоит в кристаллической структуре, у графита она трехмерная, а у графена – двумерная. Шестиугольная структура в виде сот, углеродные атомы в которой распределены в идеальном порядке. Толщина кристалла графена – страшно подумать – 0,3 нанометра (один нанометр – это одна миллионная доля миллиметра).

Свойства графена

Графен имеет электропроводность лучшую, чем металлы. Намного лучшую, чем медь. По сравнению со сталью графен прочнее в десять раз, а по массе легче в 6 раз. Практически светопрозрачный материал, поглощает не более 2% спектра. Плотность такова, что даже легкие газы, вроде гелия и водорода, не проходят сквозь слой графена.

Солнечная батарея, изготовленная из графена, имеет толщину бумажного листа. Красочные материалы, в основе которых порошок известняка и графен, придадут фасадам зданий защитные свойства, которые позволят не бояться атмосферный воздействий, любых перепадов температур. При эксплуатации в экстремальных условиях износ строений будет минимальным!

Увы, дифирамбы графену немного вянут от следующего пакета информации – не все так просто. Есть проблема возможного урона окружающей природе. Оказывается, графен может изменять свои свойства под действием воды. В реках и озерах его частицы могут оказать пагубное воздействие на биосферу, и эта проблема пока не решена.

В перспективе графен будет широко применяться в таких отраслях, как медицина – суперпрочные имплантаты, электроника – светопрозрачные покрытия мониторов, проводники и многое другое. Наверное, космонавтика. Электропроводящие пластмассы, вечные супертонкие контейнеры для герметичного хранения продуктов, новые электрические аккумуляторы на графеновой пудре. Уникальные по прочности конструкции, тросы, кабеля и балочные элементы зданий в сочетании с классическими строительными материалами позволят создавать сооружения, поражающие воображение.

Производство графена сложно, и для строительства этот материал пока еще чрезвычайно дорог, и использовался мало, в чрезвычайно дорогих и сложных проектах. Возможно, ситуация в скором будущем изменится, так как в настоящее время проводятся исследования возможности производства графена химическим путем. Вопрос в цене, и если ученым удастся этот вопрос решить… то сферу строительных материалов ждут перемены. Будет ли это процессом, близким к эволюционному, или нас ждет настоящая графеновая революция… поживем, увидим.

Искусственная паутина

Загадочное природное явление – паутина обыкновенная – поражает людей необычностью свойств с древних времен. С одной стороны – невероятная прочность при малой толщине нити. Если посчитать, то выясняется, что сталь далеко не так крепка и надежна, как паутина, просто никакого сравнения.

Паутина имеет не только уникальную прочность, есть еще одно свойство, не менее интересное – паутина сохраняет натяжение в экстремальных условиях, когда окружающая среда крайне агрессивна. Это свойство – не провисать – исследовали ученые во Франции и Великобритании.

Паутинная нить существует в двух абсолютно противоположных фазах – имеет свойство одновременно сжиматься, как жидкости, и растягиваться, как твердые тела. Именно это состояние делает паутину в три раза прочнее самых прочных созданных человеком синтетических нитей, например, нейлона. Данное открытие, как считают ученые, может совершить прорыв не только в науке, но и в технологиях, в частности, в строительных.

Один из секретов паутины был раскрыт. Клейкое вещество, находящееся на паутинных нитках, предназначено природой не только для ловли мух. Как оказалось, у этой паучьей слюны имеется и другая функция. Данный клей работает по типу самосжимающейся пружины, когда воздействия – ветра – нет, клеевые капли сматывают в себя паутину, как в клубок, а при увеличении нагрузок – отпускают, тонко регулируя стабильность поверхностного натяжения паутины.

Жидкая нитка была воссоздана лабораторно. Новый биотехнологический материал – искусственная паутина – был создан из тончайших пластиковых проводов и склеивающего вещества на основе масла. Поведение синтетической паутины, как конструкции, не отличается от настоящей.

Разработчики идеи утверждают, что волокна синтетической паутины возможно сделать практически из любого материала. Перспективы созданной человеком по природному образцу паутины – на настоящее время развитие микротехнологий и реверсивные микродвигатели, а что значат для строительства сверхлегкие волокна с прочностью стали, как для производства новых стройматериалов, так и для развития технологий… никакой фантастике не снилось.

Графен используется в строительстве для повышения прочности бетона

Опубликовано в 10:32
в умных материалах Graphenano
by Graphenano

Приближается ли скоро конец превосходства бетона? Нанотехнологии и композиционные материалы готовы выйти на первое место в строительной сфере. Graphenano Smart Materials предлагает решение, позволяющее сократить использование цемента до 30%. Материал, который приносит это чудо, известен как «Божий материал»: графен. После успеха, достигнутого с краской, созданной дочерней компанией Graphenstone, которая уже продается в более чем 80 странах, испанская компания представляет первую добавку с графеновой технологией для цемента и бетона на этой неделе на Большой пятерке в Дубае.

Графен, за который Андрей Гуэйм и Константин Новосёлов были удостоены Нобелевской премии по физике в 2010 году, начинает находить применение в реальном мире. Компания Graphenano со штаб-квартирой в Йекле (Испания) разработала метод производства этого материала в промышленных масштабах. Его огромный потенциал заключается в передаче своих уникальных свойств материалам, в которых он используется. И строительное поле не могло быть опущено.

Высокая прочность графена на растяжение и разрыв делает его «идеальной добавкой» для цемента и бетона. Продукт улучшает все характеристики, которые «влияют на долговечность бетона и снижают его хорошие характеристики с течением времени», — отмечает Хосе Антонио Мартинес, вице-президент Graphenano. Улучшая важные характеристики, такие как устойчивость к карбонизации, хлоридам и сульфатам, графеновая добавка значительно увеличивает срок службы бетона. «Он становится практически неуязвимым для внешних агрессий», — подчеркивает он. «Если текущий срок службы здания составляет 60 лет, то с помощью нашего продукта его можно продлить еще на 30 лет», — добавляет он.

Эта функция может быть непосредственно воспринята как оптимизация природных ресурсов и снижение выбросов углекислого газа, возникающих в результате добычи, обработки, производства и транспортировки сырья, попадающего в атмосферу. Согласно заявлению Graphenano, его продукт снижает использование цемента до 30% при том же использовании и стойкости.

Графен также повышает гибкость конечного материала, в данном случае бетона или цемента. «Наличие трещин и щелей в течение срока службы снижает механические свойства конструкции», — говорит Мартинес. Нанотехнологическая добавка становится структурным опорным элементом, потому что «увеличивает гибкость бетона до 45%». В реальных приложениях эта функция улучшает характеристики конструкций при возникновении сейсмической активности.

Но эта добавка предназначена не только для зданий, ее можно использовать в любых конструкциях, таких как мосты, туннели, дамбы, промышленные предприятия или гавани. Это особенно полезно для морских сооружений, где «бетон постоянно подвергается воздействию сульфатов и хлоридов». Основная проблема возникает при длительном нахождении материала под водой. В этих случаях графен работает как водонепроницаемый слой для конструкций. Эту функцию можно также использовать против проблем с замерзанием и плавлением при строительных работах в очень холодных местах.

Добавка Graphenano Smart Materials представляет собой жидкую формулу, поэтому позволяет сохранить оттенок бетона и цвет цемента. Более того, он не будет мешать традиционному строительному процессу, ведь заказчику достаточно просто добавить его в бетонную смесь, избегая покупки новых инструментов или оборудования или изучения новых технических навыков.

Источник: El Mundo

Что ждет графен в строительной отрасли? Генеральный директор [email protected] проливает свет на эту увлекательную тему

Графен обладает большим потенциалом в строительной отрасли для повышения эффективности материалов и конструкций, снижения затрат и уменьшения воздействия на окружающую среду одной из самых загрязняющих отраслей в мире.

После многих лет исследований и разработок кажется, что графен наконец-то готов к коммерческому внедрению на рынке. Вот короткое интервью, которое мы взяли у Джеймса Бейкера, генерального директора [email protected], благодаря которому в последнее время мы наблюдаем значительный прогресс.

В: Судя по всему, конструкционные материалы с усиленным графеном вступают в завершающую стадию проверки с реальными испытаниями и внедрением. Как вы видите потенциал таких материалов? Каковы основные преимущества графена на этом рынке?

Бетон, усиленный графеном, все еще находится на ранних стадиях проверки, но с нашими партнерами Nationwide Engineering мы разработали обогащенную графеном добавку, называемую бетоном, которая поддерживает основную цель получения более прочного бетона, но с пониженным содержанием CO 2 выбросы.

Другие компании также разрабатывают решения по добавлению графена в бетон для повышения прочности, но ключевой особенностью бетона является то, что мы можем достичь характеристик инженерной бетонной плиты (например, пола), используя до 30% меньше цемента, а также с нет необходимости в стальной арматуре, что приводит к значительному сокращению выбросов CO 2 .

В: Недавно в Манчестере прошли испытания бетона, усиленного графеном. Можете поделиться опытом работы с этим материалом?

Мы проводим масштабную тестовую программу в Манчестере, работая с Nationwide Engineering при поддержке и финансировании Innovate UK, но мы также дополнили ее четырьмя реальными коммерческими объектами в лабораториях, включая спортзал, жилой комплекс, дорогу и роллердром в Манчестере.

В: Мы видели бетон, цемент и асфальт с добавлением графена. Какие еще приложения вы видите на строительном рынке?

В дополнение к бетону мы также поддержали наших партнеров National Highways с помощью асфальта, усиленного графеном, с целью уменьшения выбоин на нашей дорожной сети. Мы также работаем над антикоррозионными красками для аварийных ограждений и зданий, и в будущем я вижу тенденцию к использованию переработанных материалов, которые с добавлением графена улучшили свои характеристики.

Хорошим примером этого является наш партнер SpaceBlue, который хочет использовать переработанные шины и разработать с помощью графена ряд резиновых напольных покрытий и других продуктов, которые могут использоваться в строительстве.

В: Кажется, есть много проектов, направленных на использование графена в бетоне. Как рынок консолидирует все эти усилия?

Ключевой задачей для графена в бетоне является проверка и достижение новых стандартов. На долю бетона приходится от 8 до 10% глобального выброса CO 2 выбросы, так что это огромная рыночная возможность, и потребуются поставки графена как из существующей цепочки поставок, так и создание новых компаний цепочки поставок, если это одобрение будет получено.

В: В последние месяцы мы слышали много объявлений о графеновых проектах в Великобритании, в Манчестере и других местах — как от компаний, так и от университетов.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *