Výskumníci vytvorili novú generáciu betónu. Zbavili sa piesku, ktorý už nie je viac potrebný
Svetu dochádza piesok, jedna z hlavných zložiek betónu. Vedci našli materiál, ktorý by mohol byť vhodnou náhradou.
Štúdia z Rice University zistila, že grafén získaný z metalurgického koksu, produktu na báze uhlia, by mohol slúžiť ako spevňovacia prídavná látka do cementu, ktorá má potenciál nahradiť piesok, ktorý sa bežne používa pri výrobe betónu.
Betón je po vode druhým najpoužívanejším materiálom a jeho výroba sa spolieha na ťažbu piesku, ktorá prebieha rýchlejšie, než sa piesok stíha prirodzene obnovovať. To už dnes vedie k environmentálnej kríze. Inými slovami, neskôr v budúcnosti nás čaká nedostatok piesku a dnes by sme už mali myslieť, ako vyriešime tento problém.
Náhrada piesku za grafén by mohla mať podľa autorov výskumu výrazný dopad na jeden z najväčších svetových priemyslov. Grafén však prináša viaceré výhody.
“Keď sme porovnali betón vyrobený z grafeńu s tradičným betónom, do ktorého sme pridali vhodný piesok, zistili sme, že grafénový cement bol o 25% ľahší, no rovnako pevný,” vysvetľuje jeden z autorov štúdie, James Tour.
Betón je materiál, ktorý vzniká spojením piesku, štrku, cementu a vody. Pri stavbe ide o nenahraditeľný materiál. Problémom ale je, že do roku 2050 až 68% globálnej populácie bude žiť v mestských oblastiach. To znamená, že ťažba piesku by mala výrazne vzrásť. Ťažba piesku však už za posledných dvadsať rokov vzrástla o najmenej trojnásobok. Ročne sa vyťaží približne 50-miliárd ton piesku, čo má vážny dopad na životné prostredie.
Výroba cementu prispieva 8% k celkovým emisiám oxidu uhličitého. Ťažba piesku nie je nejak vážne regulovaná a tým ohrozuje riečne a pobrežné ekosystémy. Správa Spojených národov z roku 2022 varuje, že už čoskoro môže nastať “piesková kríza”.
Neprehliadnite
Alternatíva k dochádzajúcemu piesku
Výskumníci preto v novej štúdii hľadali náhradu a podarilo sa im nájsť materiál, ktorý by bol naozaj sľubnou náhradou piesku. V prvotných experimentoch premenili vedci koks na grafén, čím vznikol materiál veľmi podobný piesku. Keď týmto materiálom nahradili piesok pri výrobe tradičného betónu, zistili, že výsledný produkt má dokonca lepšie vlastnosti ako tradičný betón.
Ako sme už spomenuli, pevnosť nového betónu je síce rovnaká, no tento betón je výrazne ľahší. Autori štúdie veria, že vďaka grafénu získanému z koksu by mohli znížiť našu závislosť na ťažbe piesku a zároveň aj znížiť emisie oxidu uhličitého z cementového priemyslu.
Autori štúdie ale upozorňujú, že ešte treba počkať, kým cena grafénu klesne tak, aby bol tento materiál komerčne výhodným. Výskum však ukázal sľubnú alternatívu k piesku.
“Fakt že sme na pokraji pieskovej krízy nás motivoval hľadať vhodné alternatívy. A hutnícky koks, ktorý stojí približne rovnako ako piesok, by nám mohol pomôcť vyrobiť kvalitnejší betón a zároveň aj znížiť emisie,” tvrdí spoluautor štúdie, Satish Nagarajaiah.
Testy betónu ukázali sľubné výsledky a výskumníci zároveň využili techniku, ktorá im umožnila získať grafén z koksu rýchlejšie a vo väčšom, než predtým používané metódy.
Komentáre