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混凝土烯的強度比標準混凝土高30% 既節(jié)省建材又減少碳排放

2021-05-28 13:52:14 來源：科技日報

25日，世界上第一個石墨烯增強混凝土板澆筑工作完成。此次使用的混凝土由英國曼徹斯特大學和全國工程公司科學家合作制造，名為混凝土烯（Concretene）。與標準混凝土相比，這種新材料的強度提高了約30%，能大大節(jié)省建材。

水泥生產(chǎn)是導致全球二氧化碳（CO2）排放的主要原因之一，約占全球CO2排放量的8%。這一突破性材料可幫助顯著減少建筑過程中的CO2排放，進一步提高建筑的綠色標準。

混凝土烯中添加的微量石墨烯是一種單層碳原子2D材料，不僅能提高強度，還減少了對鋼筋的需求，使同等結(jié)構(gòu)性能所需的材料顯著減少，從而減少了碳足跡和成本。據(jù)估計，節(jié)省的材料將抵消混凝土烯5%的成本，從而使整體成本比使用標準RC30混凝土節(jié)省10%—20%。

石墨烯工程創(chuàng)新中心的應(yīng)用經(jīng)理克雷格·道森博士解釋說，使用這種新材料與一般的混凝土無異，只需直接添加微量石墨烯，不會為施工人員帶來新的麻煩。

液態(tài)混凝土通過水合和膠凝化反應(yīng)轉(zhuǎn)變成固體形式，石墨烯在最初的水合反應(yīng)中起到了機械支撐的作用，并在表面起著催化劑的作用，在微觀尺度上實現(xiàn)了更好的結(jié)合，并使最終產(chǎn)品的強度、耐用性和耐腐蝕性得到提高。

5月6日，混凝土烯首次用于英國巨石陣附近的新南區(qū)體育館的混凝土樓板的澆筑，于25日澆筑完成。全國工程公司將在建筑的現(xiàn)場裝修和后續(xù)運營中，持續(xù)監(jiān)測這種材料的性能，這使體育館成為測量和評估該材料性能的“活”的實驗室。

此外，英國從事鐵路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的鐵路網(wǎng)公司（NetworkRail）承諾，在未來4年內(nèi)將CO2排放量減少11%，在實現(xiàn)這一目標方面，石墨烯增強混凝土顯示出了巨大潛力。