Ученые работают над укреплением прочности и долговечности бетона, неудивительно, что материал графен оказался многообещающей добавкой. Как самый прочный искусственный материал, он может многое предложить миру строительства. Исследователи Северо-Западного университета разработали новую форму цемента с графеном, обладающего высокой устойчивостью к воде и трещинам.

В качестве ключевого ингредиента в производстве бетона, цемент оказывает огромное воздействие на окружающую среду, составляя около 8 % глобальных выбросов парниковых газов. Один из способов, которым исследователи надеются уменьшить это бремя, - это разработка форм бетона, которые служат дольше, что снижает потребность в дополнительном бетоне для замены поврежденных конструкций.

Одна из причин разрушения бетонных конструкций, образование трещин, которые начинаются с крошечных разрывов. Как только вода проникает в эти разрывы, она увеличивает их в размерах. 

Исследователи Северо-Западного университета создали рецепт цемента с наддувом, в который добавлены крошечные частицы чудесного материала, чтобы сделать бетон более водостойким. 

Команда экспериментировала с различными типами частиц, включая углеродные нанотрубки, углеродные нановолокна и графеновые нанопластинки, а затем проверила их производительность с помощью передового метода, известного как царапины. 

«Мой метод применяется непосредственно к микрометровым и нанометровым шкалам, что значительно экономит время. А затем, основываясь на этом, мы можем понять, как материалы ведут себя, как они трескаются, и, в конечном итоге, предсказать их сопротивление разрушению», - говорит ведущий автор исследования Анж-Тереза ​​Аконо.

Эти эксперименты также позволили ученым изменить состав цемента, чтобы улучшить его характеристики. В ходе этого процесса команда обнаружила графеновые нанопластинки в качестве победившего ингредиента, который, как они обнаружили, можно добавлять в небольших количествах для улучшения сопротивления разрушению готового продукта. Это было достигнуто за счет снижения пористости материала и, следовательно, водопроницаемости, которая уменьшилась на 78 %.