Изучение, проведенное учеными из Университета Райса, выявило, что графен, полученный из металлургического кокса (продукта на основе угля), может не только служить укрепляющей добавкой в цементе, но и заменять песок в составе бетона.
Профессор Джеймс Тур, работающий в Университете Райса, отметил: «Это может оказать серьезное воздействие на одну из крупнейших отраслей промышленности в мире». Он подчеркнул, что бетон, созданный с использованием графенового заполнителя, оказался на 25% легче, при этом сохраняя прочность, в сравнении с бетоном, содержащим обычные песчаные заполнители.
Бетон, как смесь заполнителей (песка, гравия) с цементом и водой, является неотъемлемым компонентом городского строительства. С увеличением числа городских жителей, ожидается, что к 2050 году 68% населения мира будет проживать в городах, что приведет к значительному росту спроса на бетон и, следовательно, на добычу песка. Вместе с тем, производство цемента, ключевого компонента бетона, вносит 8% мировых выбросов углекислого газа.
Применяя свою уникальную методику джоулевого нагрева к металлургическому коксу, лаборатория Тура разработала вид графена, который может заменять песок в бетоне. По словам исследователей, это открывает новые перспективы для более устойчивого городского развития, уменьшая зависимость от естественного песка и снижая выбросы углекислого газа в производстве бетона. Однако для практической реализации этой технологии требуется снижение стоимости графена.
Сатиш Нагараджайя, профессор гражданского и экологического строительства, отметил, что «30% состава бетона — это песок, что является значительной частью». Он подчеркнул, что наличие «песчаного кризиса» стимулирует поиск альтернатив, и металлургический кокс может стать не только улучшением качества бетона, но и источником существенной экономии, так как его стоимость примерно сопоставима со стоимостью песка и составляет около 10% от общей стоимости бетона.
По материалам: news.rice.edu
Такие инновации в области материалов и строительства играют важную роль в переходе к более устойчивым и экологически безопасным методам производства и строительства, что является важным шагом в направлении устойчивого городского развития.