تولید زیست گرافن برای استفاده در بتن

تولید زیست گرافن برای استفاده در بتن انجام می‌شود

 تحقیقات و تولید زیست گرافن برای استفاده در بتن در حال انجام است و این حوزه نوظهور، پتانسیل‌های بسیارجذابی را برای آینده صنعت ساخت و ساز ارائه می‌دهد.همانطور که در پاسخ‌های قبلی ذکر شد، زیست گرافن نوعی از گرافن است که از منابع تجدیدپذیر مانندمیکروارگانیسم‌ها یا ضایعات کشاورزی تولید می‌شود. استفاده از این ماده در بتن می‌تواند منجر به مزایای متعددی از جمله افزایش استحکام و مقاومت، کاهش نفوذپذیری، افزایش انعطاف‌پذیری،کاهش وزن، خواص خود ترمیمی و پایداری زیست‌محیطی شود.

به گزارش خبرگزاری ؛ مارک مازوتی، مدیرعامل Alterbiota، یک مهندس شیمی است که از سال 2019 روی پتانسیل گرافن برای کربن زدایی بتن تحقیق کرده است. او که شیفته استفاده از گرافن شده بود، این ایده را در آزمایشگاه زیرزمینی خود بررسی کرد و به نتایج جالبی دست یافت تا اینکه آن را به عنوان یک اختراع بتن ثبت کرد. 

روان کننده بتن

پس از آن، این ایده با ثبت شرکت به پایان رسید و کار بر روی آزمایش های فنی برای آزمایش داده های زیستی از یک خط تولید آزمایشی آغاز شد. پس از ایجاد یک خط تولید آزمایشی، مازوتی قصد دارد کارکنان شرکت خود را برای ایجاد خط تولید بزرگتر دو برابر کند.
Alterbiota biographene با استفاده از یک محصول چوبی به دست آمده از کارخانه های چوب بری و در اثر قرار گرفتن در معرض گرما تجزیه می شود. در مرحله بعد ضایعات چوب را در محلول آب شیمیایی قرار می دهند تا پوست کنده شود.

ماسوتی گفت: محصول نهایی یک مخلوط بتن مایع است که وقتی به بتن اضافه شود، می تواند مقاومت آن را 10 تا 25 درصد افزایش دهد.
وی بر سازگاری این فرآیند با محیط زیست تاکید کرد و گفت: در این فرآیند از مواد تجدید پذیر استفاده می شود و نیازی به چوب بکر نیست. همچنین از مواد شیمیایی سمی یا سوخت های فسیلی استفاده نمی کند و دی اکسید کربن تولید نمی کند.
تلاش این شرکت برای کاهش استفاده از سیمان در تولید بتن و همچنین استفاده بهینه از ضایعات چوب است. مازوتی معتقد است که مشخصات این شرکت باعث بهبود کیفیت بتن در مقایسه با سیمان پرتلند می شود. همچنین تقاضا برای سهم بازار گرافن را تعیین می کند. ما اولین کسی نیستیم که گرافن را در بتن قرار می دهیم، اما از آنجایی که گرافن بسیار رایج است، در حال کار بر روی بهبود عملکرد آن هستیم.

مزایا و معایب تولید زیست گرافن برای استفاده در بتن:

مزایا:

افزایش استحکام و مقاومت: زیست گرافن می‌تواند استحکام کششی و فشاری بتن را به طور قابل توجهی افزایش دهد. این امر منجر به تولید بتن مقاوم‌تر و بادوام‌تر می‌شود که می‌تواند بارهای بیشتری را تحمل کند و در برابر ترک خوردگی و فرسایش مقاوم‌تر باشد.
کاهش نفوذپذیری: زیست گرافن می‌تواند نفوذپذیری بتن را در برابر آب، هوا و مواد شیمیایی کاهش دهد. این امر به معنای افزایش دوام بتن، کاهش خوردگی میلگردها و جلوگیری از نفوذ آب و رطوبت به داخل سازه است.
افزایش انعطاف‌پذیری: زیست گرافن می‌تواند انعطاف‌پذیری بتن را افزایش دهد و مقاومت آن را در برابر ترک خوردگی ناشی از تنش‌های خمشی و کششی بهبود بخشد.
کاهش وزن: با استفاده از زیست گرافن می‌توان از مقدار سیمان در بتن کاسته و در نتیجه وزن نهایی سازه را کاهش داد. این امر منجر به صرفه‌جویی در مصالح و هزینه‌ها می‌شود.
خواص خود ترمیمی: برخی از تحقیقات نشان داده‌اند که زیست گرافن می‌تواند به بتن خواص خود ترمیمی بخشد. به این معنی که ترک‌های کوچک در بتن می‌توانند به طور خودکار ترمیم شوند و نیاز به تعمیرات پرهزینه کاهش یابد.
پایداری زیست‌محیطی: زیست گرافن از منابع تجدیدپذیر تولید می‌شود و در مقایسه با روش‌های سنتی تولید گرافن، فرآیندی پایدارتر و کم‌آلوده‌تر دارد. استفاده از زیست گرافن در بتن می‌تواند به کاهش ردپای کربن صنعت ساخت و ساز کمک کند.

معایب:

هزینه تولید: در حال حاضر، هزینه تولید زیست گرافن نسبت به گرافن معمولی بیشتر است. با این حال، انتظار می‌رود با پیشرفت فناوری و افزایش تولید، قیمت زیست گرافن در آینده کاهش یابد.
نیاز به تحقیقات بیشتر: هنوز تحقیقات زیادی در مورد نحوه تولید و استفاده بهینه از زیست گرافن در بتن نیاز است.
استانداردسازی: برای استفاده گسترده از زیست گرافن در صنعت ساخت و ساز، نیاز به تدوین استانداردهای مربوط به تولید، آزمایش و استفاده از این ماده در بتن وجود دارد.
ایمنی: برخی از مطالعات نشان داده‌اند که نانومواد مانند گرافن می‌توانند اثرات مضری بر سلامت انسان داشته باشند. نیاز به تحقیقات بیشتر در مورد اثرات سمی‌شناسی زیست گرافن و اقدامات احتیاطی لازم در هنگام کار با این ماده وجود دارد.
در مجموع، مزایای استفاده از زیست گرافن در بتن از معایب آن بیشتر است. با وجود چالش‌هایی مانند هزینه تولید بالا و نیاز به تحقیقات بیشتر، استفاده از زیست گرافن در بتن می‌تواند انقلابی درصنعت ساخت وساز ایجادکند و به ساخت و سازهای مقاوم‌تر، بادوام‌تر،پایدارتر وایمن‌تر کمک کند.

در حال حاضر، تحقیقات در مورد زیست گرافن و کاربرد آن در بتن در دانشگاه‌ها،موسسات تحقیقاتی و شرکت‌های مختلف در سراسر جهان در حال انجام است.

برخی از نمونه‌های این تحقیقات عبارتند از:

دانشگاه کمبریج: محققان این دانشگاه در حال توسعه روشی برای تولید زیست گرافن از باکتری‌ها هستند. این روش می‌تواند به تولید زیست گرافن با هزینه کم و به صورت مقیاس‌پذیر کمک کند.
موسسه فناوری ماساچوست (MIT): محققان MIT در حال بررسی استفاده از زیست گرافن برای تقویت بتن و ایجاد بتنی با استحکام و دوام بیشتر هستند.
شرکت Graphene Flagship: این کنسرسیوم تحقیقاتی اروپایی در حال توسعه مواد و روش‌های جدید برای تولید و استفاده از گرافن، از جمله زیست گرافن، در صنایع مختلف از جمله صنعت ساخت و ساز است.
علاوه بر تحقیقات، برخی از شرکت‌ها نیز در حال تولید و عرضه زیست گرافن
برای استفاده در بتن هستند.

به عنوان مثال، شرکت Graphenea در اسپانیا،زیست گرافن را برای استفاده درکاربردهای مختلف ساختمانی از جمله افزودنی‌های بتن، پانل‌های پیش‌ساخته و لوله‌های فاضلاب تولید می‌کند.

با وجود چالش‌هایی مانند هزینه تولید بالا و نیاز به تحقیقات بیشتر،استفاده از زیست گرافن در بتن پتانسیل‌های بسیارجذابی را برای آینده صنعت ساخت و ساز ارائه می‌دهد.

انتظار می‌رود با پیشرفت فناوری و افزایش آگاهی از مزایای زیست گرافن، استفاده از این ماده در سال‌های آینده رواج بیشتری پیدا کند و به ساخت و سازهای مقاوم‌تر، بادوام‌تر و پایدارتر کمک کند.

✍پیشنهاد ویژه برای مطالعه خبر :

انواع ترک در بتن

تصفیه آلودگی تونل‌ها با بتن