Dünyanın İlk Grafenle Güçlendirilmiş Betonu Piyasaya Sürüldü
Betona eklenen az miktarda grafit, malzemeyi daha güçlü, daha dayanıklı ve sürdürülebilir hâle getirebilir.
Thomas Swan Gelişmiş Malzemeler Bölümü ve İngiltere merkezli nanoteknoloji şirketi Concrene tarafından beraber geliştirilen proje nisan 2021’de tamamlandı.
Karışıma çok az miktarda grafenin eklenmesi betonun priz alma sürecini iyileştirmenin yanı sıra, daha hafif ve güçlü bir yapının ortaya çıkmasını sağlıyor. Grafen eklentisinin bunların ötesinde çok daha önemli getirileri mevcut.
Karışıma Grafen Ekleme
Beton elde edilen temel karışım malzeme ve teknikleri 200 yıldır hemen hemen hiç değişmeden günümüze kadar gelmiştir. Kireç taşı formundaki kalsiyum karbonat, kil ile beraber 1500ºC sıcaklığında bir fırında ısıtılır. Bu, kireç taşı ve kilin oksitlenmesine ve dikalsiyum ve trikalsiyum formunda yeniden birleşmesine neden olur.
Ortaya çıkan karışım, yani klinker öğütülür ve alçı taşı —kalsiyum sülfat dihidrat —ile karıştırılır, böylece betonun priz alma süresi geciktirilir. Su ilavesi ile silikatların kombinasyonları ve kalsiyum silikat hidrat oluşumu meydana gelir, böylelikle çimento partikülleri birbirine bağlanır.
Fırınların yüksek sıcaklıkları yüksek fosil yakıt kullanımına ve dolayısıyla karbon salımına neden olur. Kireç taşı parçalanması sırasında gerçekleşen salım, çimento yapımından gelen toplam salımın yarısından fazlasını oluşturur. İşlemle ilgili diğer salımların çoğu nakliye sırasında gerçekleşir.
Bu durum, kimyagerler ve mühendisleri, beton oluşumundan kaynaklanan karbondioksit emisyonlarını kesmek için tarifi değiştirmenin ötesinde çeşitli alternatif yöntemler aramaya itiyor. Betonu uçucu kül veya puzolan ile karıştırmaktan klinker birleşimini değiştirmeye, kireç taşı miktarını azaltmaya ve hatta fırının yapıldığı malzemeyi değiştirmeye kadar birçok öneri öne sürüldü.
Betonu doğal olarak daha güçlü hâle getiren grafen ilavesi, çok daha basit bir çözüm sağlayabilir. Artırılmış mukavemet ve geliştirilmiş dayanıklılık grafen bazlı betonun daha az miktarlarda ve yeniden kullanılabileceği anlamına geliyor.
Daha Güçlü, Daha Hafif, Daha Dayanıklı ve Daha Yeşil
Exeter Üniversitesinden bilim insanlarının grafen bazlı beton üzerinde yürütülen araştırma, grafen bazlı betonun geleneksel alternatife göre iki kat daha güçlü ve suya dört kat daha dayanıklı olduğunu buldu.
Exeter Üniversitesi Nanobilim ve Nanoteknoloji Profesörü Monica Craciun, “Normal bir betonla elde edeceğiniz mukavemeti elde etmek için daha az betonu etkili bir şekilde kullanabilirsiniz. Beton kullanımını %50 kadar düşürebilirsiniz; bu şekilde karbon emisyonunda önemli bir azalma sağlayabilirsiniz.” dedi.
Kaynak: www.azonano.com/news.aspx?newsID=37809
