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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(xué)和全國工程公司科學(xué)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(dǎo)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。