Stavebné materiály – ako je betón, cement a asfalt – sú jedny z najpoužívanejších materiálov na svete a sú hlavnými prispievateľmi k emisiám uhlíka.
A ich používanie sa v budúcnosti nezníži, pretože ľudia musia vytvárať nové budovy a cesty tvárou v tvár neustále rastúcej populácii.
Samotný betón dnes predstavuje 8 % všetkých emisií uhlíka. Cement, kľúčová zložka betónu, je tiež najrozšírenejším umelým zdrojom na svete – ročne sa vyrobí viac ako štyri miliardy ton.
Vzhľadom na pokračujúce používanie cementu a betónu, ako aj asfaltu (vytvoreného z ropy na použitie pri stavbe ciest), musia byť tieto materiály šetrnejšie k životnému prostrediu, aby vyhovovali moderným cieľom udržateľnosti.
Tu prichádza na rad nanotechnológia a konkrétne uhlíkový derivát, grafén, keďže na trhu už existujú betónové a cementové výrobky, ktoré obsahujú grafén a sú oveľa ekologickejšie.
Komercializácia grafénového asfaltu nie je taká rozšírená, ale niekoľko úspešných testov v reálnom svete v Spojenom kráľovstve a EÚ znamená, že nepotrvá dlho, kým dosiahne rovnakú úroveň ako iné stavebné materiály vylepšené grafénom.
Grafénom obohatený betón a cement pre znížené emisie uhlíka
Betón je pevný a má nízku cenu, takže je ideálnym stavebným materiálom, ale časom degraduje a vo všeobecnosti je potrebné veľa materiálu, aby uniesol veľké zaťaženie.
Zavedenie malého množstva grafénu (zvyčajne menej ako 1 % a často len 0,1 % z celku) do cementu alebo celkovej betónovej zmesi môže priniesť niekoľko výhod dlhej životnosti, vrátane 25 % zvýšenia pevnosti v ťahu, 35 % zvýšenia pevnosť v tlaku a štvornásobné zvýšenie odolnosti voči vode.
Tieto zlepšené fyzikálne vlastnosti tiež znamenajú, že menšie množstvo môže uniesť väčšie zaťaženie; konštrukcie, ktoré boli doteraz vytvorené z grafénom obohateného betónu, vyžadovali o 33 % menej materiálu, aby dosiahli podobné konštrukčné vlastnosti a odolnosť.
Jednoduchým znížením objemu potrebného materiálu pomocou grafénu sa predpokladá, že 8 % globálna uhlíková stopa betónu by sa mohla znížiť až o 2 %.
Existuje už niekoľko spoločností, ktoré vyrábajú cement vylepšený grafénom, betónovú zmes vylepšenú grafénom alebo prímesi grafénu do existujúcich betónových výrobkov.
Zlepšenie životnosti ciest pomocou grafénu
Práca na cestách vylepšených grafénom bola z veľkej časti výsledkom spolupráce medzi vládnymi orgánmi a súkromnými spoločnosťami, takže hoci materiály nie sú nevyhnutne dostupné verejnosti, robí sa veľa práce na tom, aby sa cesty vylepšené grafénom dostali do rôznych krajín – niekoľko ciest v Spojenom kráľovstve a Taliansku už mali ošetrenie grafénom.
Od úspechu v Taliansku bolo spustených niekoľko testov v Spojenom kráľovstve: prvý bol 750 m úsek cesty v Curbridge, Oxfordshire, v spojení so spoločnosťami Skanska a Directa Plus, so správami o zvýšenej životnosti vozovky až o 70 %. Tento úspech viedol k druhému pokusu v Oxfordshire na Marsh Lane v Oxforde.
Directa Plus a Skanska tiež spolupracovali s Ministerstvom dopravy Spojeného kráľovstva na obnove povrchu East Hill v Dartforde v štáte Kent, pričom výsledky ukazujú, že obnova povrchu pomocou grafénových ciest by mohla z dlhodobého hľadiska stáť až o 32 % menej ako bežný asfalt.
Veľký projekt bol aj na A1 na severovýchode Anglicka, na severnej ceste medzi Newton on the Moor a West Cawledge, do ktorého bol zapojený britský National Highways Authority, Graphene Engineering Innovation Center (GEIC) a Pavement Testing Services (PTS). ).
Existujúci povrch cesty bol vykopaný a k recyklovanému asfaltu sa pridal grafén, ktorý bol potom znovu položený, čím sa stal doteraz najdlhším úsekom cesty vylepšenej grafénom s dĺžkou 5 k.
Rovnako ako v prípade betónu a cementu vylepšeného grafénom, na získanie rovnakých výhod je potrebných menej materiálu ako štandardný asfalt, takže je z dlhodobého hľadiska šetrnejší k životnému prostrediu a nákladovo efektívnejší.
Grafén nielenže zlepšuje životnosť vozovky, ale vedie k menšiemu poškodeniu vozidla prostredníctvom menšieho počtu výmoľov a lepších podmienok na ceste.
Skúšky pokračujú, ale v budúcnosti existuje veľký potenciál na obnovu alebo vytváranie cestných systémov, ktoré budú trvanlivejšie a ekologickejšie.
0 komentárov