Grafeen brengt superieur cement naar bouwsector - Grafeen (graphene) | Grafeen (graphene)
Grafeen brengt superieur cement naar bouwsector
g-cement

Grafeen, de populaire atomaire koolstofvariant, heeft het potentieel in zich om als wetenschappelijk bewezen ‘all-round’ materiaal de meest uiteenlopende industrieën te revolutioneren.

Een sector waar grafeen serieuze impact kan genereren is de cementindustrie. Deze tak wordt – in relatie met grafeen – minder besproken dan pakweg de verhalen over de vele mogelijkheden van het wondermateriaal in de halfgeleiderindustrie of voor het gebruik in energieopslagsystemen. Grafeengebaseerde projectenontwikkelingen voor de bouwindustrie zijn voorlopig schaarser dan het aantal onderzoeken en ontwikkelingen naar het gebruik van grafeen voor applicaties zoals elektrodes of transistoren. Maar ‘traag en zeker’ is ook een weg, en alle wegen leiden naar grafeen, ook in de bouwsector.

Grafeen, nanotechnologie, cement en beton?

Cement is een bindmiddel, een enorm belangrijke grondstof in de bouwsector. Het bouwmateriaal wordt al sinds mensenheugenis gebruikt bij het aanmaken van beton en metselspecie.

Grafeen daarentegen is een technologie die pas kort na de eeuwwisseling het eerste levenslicht zag en nog steeds in de kinderschoenen staat. Daarnaast beschikt de technologie over enorm veel marge om vooruitgang te boeken op meerdere aspecten, zoals productiecapaciteit, kost, kwaliteit, oppervlaktegrootte, … .

In zijn zuivere vorm is grafeen een netwerk van koolstofatomen, oneindig richting x en y maar slechts één atoom hoog in de z-dimensie. Materie kan niet dunner worden geproduceerd dan de limiet dat grafeen is.

Naast zuiver enkel gelaagd grafeen is er ook de familie ‘grafeen’ met daaronder menig varianten waarbij o.a. meerlaags grafeen, grafeenoxide (GO) en gereduceerd grafeenoxide (RGO), elk met hun aparte eigenschappen en kwaliteiten.

De introductie van nanotechnologie in de cementindustrie levert vele voordelen op. Om enkele op te sommen: verbeterde barstweerstand, vermindering van CO2 emissies, sterkte en mogelijke vervormbaarheid.

Nanotechnologie kan men begrijpen als de tak waar men materie op moleculaire schaal manipuleert. Met andere woorden: het aanroeren van materialen op de kleinste niveaus.
Het structureel ordenen en (her)schikken van materialen op dergelijke schaal laat toe om unieke materiaaleigenschappen te bekomen.

Net als cement is koolstof een zeer nuttig bindmiddel, daarnaast enorm licht en flexibel. De atomen, netjes gerangschikt in een honingraat, beschikken over extreem stevige bindingen en dit resulteert naast de vele andere eigenschappen in een uiterst sterk materiaal.

Wanneer het grafeen wordt toegevoegd aan de cement-mix erft het cement een deel van de kwaliteiten van het grafeen, en wordt het sterker. Simpel als dat. Tegelijkertijd verbeteren ook de weerstand tegen corrosie, tegen scheuren, hitte en zorgt het toevoegen van grafeen in het algemeen voor verbeterde mechanische prestaties.

Apart daarvan heeft het grafeen een positieve invloed op de omgeving en het milieu. In de zin dat het extra aan grafeen in het cement zorgt voor een totale besparing van grondstofgebruik.

Met andere woorden, men kan dus aan de slag met minder materiaal – wat automatisch tot minder uitstoot leidt -, en dat voor dezelfde prestaties om te voldoen aan de eisen van de bouwconstructies.

NanoGraphene is een New Yorks bedrijf dat zeer recent een soort pasta ontwikkelde, met daarin grafeen verwerkt, ten goede van de bouwsector. Die pasta kan men uiterst makkelijk bij het cement mengen en levert, volgens NanoGraphene, schitterende resultaten op.

NanoGraphene is ook een producent van grafeen en maakt in de applicaties gebruik van een eigen, milieuvriendelijke technologie dat toepasbaar is voor industriële hoeveelheden.

Foto: Nanographene


3D print schaalmodel structuur grafeen

Graphene Job Board

  • Research Fellow in Chemistry (EPSRC-QUIET)
    Birmingham
    development, fabrication of graphene-based devices, and surface electrochemistry. This post is part of a large-scale EPSRC...
  • Materials Engineering KTP Associate
    North West England, University of Manchester
    Engineer to undertake this 33 month project which has an overall aim of developing graphene-based nano-composite materials... art developments in graphene-polymer composites, as well as in the design and development of sportswear, especially sports...