Нов метод, който увеличава здравината на цимента за огнеупорни материали и специално строителство с повече от 30%, представиха учени от руския университет МИСИС. В структурата на подобрения строителен материал е използван графен. Резултатите са публикувани в научното списание Ceramics International.
"За да укрепят микроструктурата и да подобрят физико-механичните свойства, изследователите са добавили към състава нанолистове от графенов оксид. Най-добрите свойства са постигнати при съдържание на добавката от 0,05% от общата маса на цимента. При тази концентрация, якостта на натиск се увеличава с 31%, а пористоста намалява с 15%", отбелязват учените.
За основа на сместта се използва калциево-алуминатен цимент (КАЦ), който се счита за популярна алтернатива на традиционния портланд цимент, поради високата си топлоустойчивост и устойчивост на агресивни химически среди. Обаче по време на хидратацията (реакцията на цимента с вода за втвърдяването му), заради фазовите трансформации могат да се появят недостатъци, вкл. намалена якост.
За да се справят с този проблем, учените са предложили като добавка да се използват нанолистове от графенов оксид - двуизмерни наноматериали, получени от хидрофилни, наситени с кислород графенови листове.
Графенът е модификация на въглерода със слой от един атом, за чието изследване получиха Нобелова награда през 2010 г. Константин Новоселов и Андрей Гейм. Графенът е отличен проводник на електричество и топлина и има висока устойчивост, при това е много по-здрав от стоманата.
"В резултат на комплексното проучване установихме механизма на действие на графеновия оксид. Той съдържа функционални групи на повърхността си - карбоксилни, карбонилни, хидроксилни и епоксидни - които подобряват дисперсията му в циментовата матрица и повишават способността му да встъпва в химични реакции.
Затова когато се добави към състава на цимента, процесът на хидратация се ускорява и микроструктурата се подобрява", обясни ръководителят на изследването и старши научен сътрудник Дмитрий Суворов.
Разработеният композитен материал в бъдеще би могъл да се използва в производството на огнеупорни материали, металургията и химическата промишленост, както и при строителство при специфични условия.
USD
CHF
EUR
GBP
