S grafenem je lepší všechno. I beton!  
Beton vyrobený z grafenové vody je pevnější a mnohem méně propouští vodu. Mohl by ušetřit čas, peníze i životní prostředí. Kdo by to byl do grafenu řekl?
Grafenový beton. Kredit: Dimitar Dimov / University of Exeter.
Grafenový beton. Kredit: Dimitar Dimov / University of Exeter.

Lidé si někdy myslí, že o grafenu se už nedá vyslovit více chvály. Ale to je omyl. Tento úžasný materiál dovede překvapit i po řadě let, které uplynuly od jeho objevu. Ostatně, co jiného byste čekali od nejpevnějšího lidmi vyráběného materiálu na světě, který tvoří jediná vrstva úhledně uspořádaných atomů uhlíku?

 

Grafen teď opět zabodoval a stal se klíčovou surovinou pro vylepšení betonu. Není to nijak zvlášť složité, jen to chtělo správný nápad. Ten měli vědci na britské Exeterské univerzitě, když smíchali vločky grafenu s vodou a takto vzniklou grafenovou vodu použili k tradiční výrobě betonu. Výroba grafenového betonu je podle všeho laciná, jednoduchá a plně zvládnutelná v průmyslovém měřítku.

 

University of Exeter.
University of Exeter.

Grafenový beton sklidil uznání. Oproti klasickému betonu je grafenový beton téměř 2,5 krát pevnější v tlaku, téměř 1,8 krát pevnější v ohybu a jeho propustnost vody je téměř 4 krát nižší. Třešničkou na dortu je, že nový beton splňuje britské i evropské standardy ve stavebnictví.

 

Beton plný grafenu čeká na svoji příležitost. Kredit: Dimitar Dimov / University of Exeter.
Beton plný grafenu čeká na svoji příležitost. Kredit: Dimitar Dimov / University of Exeter.

Díky zvýšené pevnosti a odolnosti proti vodě budou stavby z tohoto betonu mnohem trvanlivější než doposud. To znamená, že betonové konstrukce nebude nutné tak často opravovat a nebude nutné vyrábět tolik nového betonu. To ušetří zdroje i emise oxidu uhličitého, kterých je při tradiční výrobě betonu požehnaně. Další výhodou je, že použití grafenu při výrobě betonu významně snižuje potřebné množství dalších materiálů, zhruba o 50 procent. Týká se to i cementu. Už jenom tohle ušetří 446 kg emisí oxidu uhličitého na tunu betonu.

 

Podle vedoucího výzkumu doktoranda Dimitara Dimova je teď velmi důležité hledat zelenější cesty produkce a využití stavebních materiálů, aby i stavebnictví podpořilo trend snižování emisí uhlíku. Dimov považuje grafenový beton za první, ale nepochybně klíčový krok, který nás může zavést k více udržitelnému stavebnictví. Rovněž není na škodu, že s grafenovým betonem stavební firmy ušetří nemalé finanční prostředky. Jak je vidět, 2D materiály se v praxi neztratí.


Literatura

University of Exeter 23. 4. 2018, Advanced Functional Materials online 23. 4. 2018.

Datum: 24.04.2018
Tisk článku

Vysokohodnotný betón - Hudoba
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 199 Kč
cena: 187 Kč
Vysokohodnotný betón
Hudoba
Související články:

V čem spočívalo tajemství betonu Římanů?     Autor: Stanislav Mihulka (05.06.2013)
Synchrotron odhaluje záhady betonu antického Říma     Autor: Stanislav Mihulka (17.12.2014)
Porézní 3D grafen je velmi lehký a přitom desetkrát pevnější než ocel     Autor: Stanislav Mihulka (10.01.2017)
Grafenové nanosíto udělá z mořské vody pitnou     Autor: Stanislav Mihulka (04.04.2017)
Podivuhodný beton antického Říma vylepšuje koroze slanou vodou     Autor: Stanislav Mihulka (09.07.2017)
Jeden svět nestačí: Podivuhodný grafen míří do vesmíru     Autor: Stanislav Mihulka (18.12.2017)



Diskuze:

S nánografenem je beton nejlepší na botičky do Orlíku. Nabeton NA TOm dřelo 9 multikulti vědců v Exeteru.

Josef Hrncirik,2018-04-26 18:15:49

I se smáčedly byl problém řádně delaminovat mikrografity.
Po optimální době cca 2 h dispergace při cca 5000 ot/min v D 30 mm hlavě se na částice cca 1x1 um o tl. cca 10 vrstev grafenu dispergovala jen 1/4 grafitu, která jako použitelná musela být oddělena centrifugací při koncentraci jen 0,3 - 2,4 g/l.
Jako surfaktant se osvědčil jen cholát sodný 1/5 grafit.
Kontinuelní strukturu krychlové mřížky v disperzi by částice 1x 1x 0,00033 um vytvořily teprve při obj. zlomku kompaktního grafitu 0,00016 tj. při obsahu cca 3,5 g grafitu/l.
S takovými koncentracemi se nepracovalo, disperze asi nebyly podivné vysokou viskozitou, nebyla ani měřena. Sonifikace na delaminaci nestačila viz S10.
Barnumská reKLAMA, že se pevnost zvýší z 20 na 48 MPa platila zázračně jen pro 7.den zrání betonu fig.2c a jen pro grafit IG při 0,6 g/l vody tj. při cca 100g (za 40 dolarů/100g)IG/m3 betonu.
Zajímavější 28.den IG zlepšil jen z 34 na 61 MPa. Jiné grafity (než přes dispergaci grafitu v H2SO4 a jeho oxidaci KMnO4, přečištění a následné redukci grafenoxidu) nebyly lepší než nic, tj. často horší a trhačky měly velký rozptyl viz S9, S10 a jejich spory s fig. 2c.
Není jasný žádný důvod, proč by měl hydrofobní, separující, kluzný a málo pevný grafit s adsorbovaným cholátem zvýšit pevnost betonu.
Oněch 100g řekněme grafenu má objem cca 45 ml a i ve formě strun natažených přesně ve směru os a při deformaci 1m3 betonu při rozdrcení cca 0,02% mohlo přenést jen napětí cca
0,000045*0,0002*10**12 Pa/3 = 30 Pa i při dokonalém zakotvení v cementu (matrici),
či max. i při max. deformaci 15% jen směšných 23 kPa k dobru místo barnumských 280 MPa!
Není také jasné, zda cholát či grafit neusnadní dusání betonu.
Hustoty kostek neuvedeny, přetoky a povrchy na S8c,e se liší.
Beton do trámků dusali s láskou zručně ručně!

Odpovědět


Kdyby to byl býval skutečný grafen bezztrátově ideálně orientovaný a distribuovaný a zakotvený, mohl by přispět i 100 x více

Josef Hrncirik,2018-04-26 20:46:11

Zvýšení pevnosti by nemohlo převýšit 3 kPa.
Ani kdyby se grafen samou ochotou strhal při prodloužení 15%, nebylo by zvýšení pevnosti větší než 2,3 MPa
Je to nabeton.

Odpovědět

Dělal jsem fasádu na chalupě,

Karel Rabl,2018-04-26 07:47:32

do míchačky jsem dal 5 lopat písku, 3lopaty vápenného hydrátu, půl lopaty cementu, 1 polévkovou lžíci hliníkových pilin a 1 čajovou lžičku hypermanganu, omítka zatím drží přes dvacet let na domě který je napůl v zemi a v kamenu bez izolace.

Odpovědět

DOI: 10.1002/adfm.201705183

Josef Hrncirik,2018-04-25 20:00:45

V poměru k vodě bývá slivovice objemově až 55/45=122%, a při této síle dobře zesiluje schopnost vyjadřovat změny vlastností v %.
Kdo však velmi velice nepřepočítá svá měření na %, zemře nepovšimnut.
Na s.2 ve 2.ř. se bez varování sděluje laskavému čtenáři, že 57 g nánografenu ve 2,5 t betonu zvýší jeho tepelnou ?možná ale jen ?mentální či ?mentálně kapacitu či dokonce jen ?vodivost.
Těžko říci, co mají zednáři za lubem.

Odpovědět


Re: DOI: 10.1002/adfm.201705183

Milan Krnic,2018-04-25 20:39:48

1,22 násobek, páč více než 100 procent je nesmysl (procento je část celku, a celek je 100%).

Odpovědět


Vy Jste nikdy nepřekračoval plán o 101% + DPH?

Josef Hrncirik,2018-04-25 20:51:22

Odpovědět


Re: Vy Jste nikdy nepřekračoval plán o 101% + DPH?

Milan Krnic,2018-04-25 21:08:12

Ne. Jedl jste někdy vepřový biftek?

Odpovědět


Re: Re: Vy Jste nikdy nepřekračoval plán o 101% + DPH?

Josef Hrncirik,2018-04-25 21:16:13

Asi jo, jsem všežravec.

Odpovědět


Re: Re: DOI: 10.1002/adfm.201705183

Jiří Novák,2018-04-27 11:02:38

"1,22 násobek, páč více než 100 procent je nesmysl (procento je část celku, a celek je 100%)."

Ježkovy voči to je zase perla... Vy jste ve škole ještě nebrali zlomky, kde je v čitateli větší číslo než ve jmenovateli?

Odpovědět


Re: Re: Re: DOI: 10.1002/adfm.201705183

Josef Hrncirik,2018-04-27 11:55:38

To se dalo naučit pouze v době teroru jedné strany.

Odpovědět


Re: Re: Re: DOI: 10.1002/adfm.201705183

Milan Krnic,2018-04-28 23:33:11

Jo definice slovíček, to je problém.
https://cs.wikipedia.org/wiki/Procento

Odpovědět


Re: DOI: 10.1002/adfm.201705183

Josef Hrncirik,2018-04-26 16:25:04

Zdráhal jsem se To napsat.
Tepelnou kapacitu 2500000g betonu oněch 57g nánografenu zvýší o 88%.

Odpovědět

Ach ta %

Petr Kr,2018-04-25 07:13:14

Jednu veličinu uvést jako 146% jiné, druhou jako o 80% víc a třetí dokonce jako o 400% méně ("propustnost vody nižší o obdivuhodných téměř 400 procent") je trošku matoucí. Ale největší bomba je těch -400%. Umím si představit -40%, -99%, hůř mi jde -100% (to bych řekl, že se vyjádří "zcela bez"), ale -400% znamená, že tam 300% chybí!!
Matematický vtip: V autobuse jedou 2 lidé. Na první zastávce vystoupí 4. Kolik lidí musí nastoupit na další zastávce, aby byl autobus prázdný, bez cestujících?

Odpovědět


Re: Ach ta %

Mojmir Patera,2018-04-25 07:55:47

Také mne ta procenta zarazila. Ale mám origo článek a tam je tak zmatečně uvádějí také. A že by autoři dělali nějakou školáckou chybu, to se mi moc nezdá. Ale dneska je možný asi všecko:(

Odpovědět


Re: Re: Ach ta %

Josef Hrncirik,2018-04-25 08:47:34

Logáro dobře namazali exfoliovaným grafenem a výsledky okamžitě zapisovali exfoliovanými nanografénovými šupinkami na mikrofibrilový celulózový kompozit.

Odpovědět


Re: Re: Ach ta %

Petr Petr,2018-04-25 09:28:32

ano
Ultrahigh Performance Nanoengineered Graphene–Concrete Composites for Multifunctional Applications
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.201705183
"A surprising decrease in water permeability by nearly 400% compared to normal concrete..."
opravdu překvapivé :-)
Základ procent je stále problematický (viz nesmyslný "procentní bod") a to i v recenzovaném časopise (peer review na baterky...).
Snaha šokovat (zaujmout) nezná mezí.

Odpovědět


Re: Re: Re: Ach ta %

Milan Krnic,2018-04-25 09:36:31

A pak ta procenta. Více než sto procent je podobný nesmysl jako vepřový biftek. Tak ale co, když to tak pěkně zní :-D

Odpovědět


Ach ta °/°° promile až % v krvi!

Josef Hrncirik,2018-04-25 19:37:17

Jak vidno zříti na s.9
NABETON se u obr.6 nejedná o vodonepropustnost betonu, ani o water permeability,
albrž jen o výšku kapilární elevavace různě koncentrovaných roztoků povrchově aktivních látek použitých k defoliaci grafitu a použitých s nánografénem v záměsové vodě.
Více nánografenu = více smáčedla = menší povrchová energie v kapiláře = menší kapilární elevace (WATER mental(perme) ABILITY).
BOŽE, odpusť jim, neboť jsou to nánoinženýři a vůbec netuší co činí!

Odpovědět


jako Extrém.Adv.Func.Mater. používají /5/ Calcium Carbonate /Ca(OH)2/

Josef Hrncirik,2018-04-25 20:16:39

Je to v Supporting Information DOI: 10.1002/adfm.201705183
, v S11 , v popisku X-Ray spekter, na konci SI, cca 15 cm nad References.

Odpovědět


Re: jako Extrém.Adv.Func.Mater. používají /5/ Calcium Carbonate /Ca(OH)2/

Václav Dvořák,2018-04-27 17:03:30

Hmm, Krnic a Hrncirik zase v akci! Vypada to uz na zalozeni neformalni rubriky Humor a věda (Gumor i nauka), no!

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni


















Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace