Proces koji pretvara otpad guma u grafen može se koristiti za ojačavanje betona, tvrde naučnici s Univerziteta Rice u Teksasu.

Prema hemičaru James Tour-u s Univerziteta Rice, jasni su okolišni benefiti dodavanja grafena u beton.

“Beton je najproizvodniji materijal na svijetu, a samo proizvodnjom pravi se čak devet posto svjetske emisije ugljičnog dioksida”, rekao je u izjavi. „Ako možemo koristiti manje betona u našim cestama, zgradama i mostovima, možemo eliminisati neke emisije već od samog početka.“

Reciklirani otpad guma već se koristi kao sastojak u portland cementu, ali grafen dokazano ojačava cementne materijale, među kojima je beton, na molekularnom nivou.

Većina od 800 miliona guma koje se više neće koristiti godišnje pale se za gorivo ili iz drugih razloga, ali ostalih 16% i dalje završi na otpadu.

„Čak i ako se djelić njih iskoristi za grafen milioni guma neće završiti na deponijama.“ – kaže Tour.

„Flash“ proces do sad se koristio za pretvaranje otpada hrane, plastike i drugih ugljičnih izvora izlažući proizvode udarima struje koji otklanjaju sve osim ugljičnih atoma.

Ti atomi se ponovo sastavljaju u turbostratični grafen, koji ima neusklađene slojeve koji su topljiviji od grafena proizvedenog pilingom od grafita. To olakšava upotrebu u kompozitnim materijalima.

Pokazalo se da je guma izazovnija od hrane ili plastike kad je u pitanju pretvaranje u grafen, ali se kaže da je laboratorij optimizirao proces korištenjem komercijalne pirolizirane otpadne gume iz guma. Nakon što su korisna ulja izvučena iz otpadnih guma, ovaj ostatak ugljena je do sada imao skoro nultu vrijednost, rekao je Tour.

Čađa dobivena iz guma ili mješavina usitnjenih gumenih guma i komercijalne čađe mogu se ubaciti u grafen. Budući da je turbostratični grafen topiv, lako se može dodati u cement kako bi se napravio ekološki prihvatljiviji beton.

Laboratorija Rice otkrila je čađu dobivenu iz guma i otkrila da je oko 70 posto materijala pretvoreno u grafen. Prilikom bljeskanja usitnjenih gumenih guma pomiješanih sa običnom čađom za povećanje provodljivosti, oko 47 posto se pretvara u grafen. Elementi osim ugljika ispušteni su za druge svrhe.

Istraživači su pomiješali male količine grafena dobivenog iz guma – 0,1 težinski postotak za čađ u gumama i 0,05 tež.% za čađu i usitnjene gume – s portland cementom i koristili ga za proizvodnju betonskih cilindara. Testirani nakon stvrdnjavanja tokom sedam dana, cilindri su pokazali povećanje tlačne čvrstoće od 30 posto ili više. Nakon 28 dana, 0,1 tež.% grafena bilo je dovoljno da oba proizvoda dobiju snagu od najmanje 30 posto.

“Ovo povećanje snage dijelom je zbog efekta zasijavanja 2D grafena za bolji rast proizvoda od cementnog hidrata, a dijelom zbog efekta pojačavanja u kasnijim fazama”, rekao je Shahsavari.

Cr: theengineer