Betonas pasaulyje yra antra daugiausiai po vandens naudojama medžiaga, kurios žmonijai reikia dvigubai daugiau nei plieno, medžio, plastikų ir aliuminio kartu sudėjus. Norint gauti tiek betono, kasmet pagaminama daugiau nei 4 milijardai tonų cemento, rašo thenextweb.com (TNW). Būtent gamyba į planeta ir išskiria daug šiltnamio efektą sukeliančių dujų.
„The Guardian“ 2019-aisiais skelbė „betono savaitę“, leidinys šią medžiaga vadino žalingiausia medžiaga Žemėje.
Kaip ir kituose sektoriuose, cemento gamintojai spaudžiami mažinti savo pėdsaką planetoje. Kad atitiktų Paryžiaus susitarimo klimato tikslus, industrija turėtų savo emisijas iki 2030 metų sumažinti bent 16 procentų. Tačiau tą padaryti sudėtinga, kuomet sektorius susiduria su augančia cemento paklausa dėl sparčios urbanizacijos ir populiacijos augimo.
Tačiau kai kurie inžinieriai mano radę sprendimą.
Grafenas yra iš vieno sluoksnio anglies atomų sudaryta 2D medžiaga, kurią pirmąsyk 2004 metais išskyrė Mančesterio universitete. Grafenas išsiskiria unikaliu savybių deriniu – stiprumu, lankstumu lengvumu ir elektriniu laidumu.
Tokios savybės patraukė ir Jungtinės Karalystės statybų bendrovės „Nationwide Engineering“ dėmesį. Grupės dukterinei mokslinių tyrimų ir plėtros įmonei NERD (National Engineering Research and Development) buvo pavesta „stebuklingą medžiagą“ paversti į naują priedą betonui. Naujas grafenu papildytas betonas vadinamas „Concretene“, kaip ir jį plėtojantis startuolis.
Laboratoriniai bandymai ir realūs projektai parodė, kad toks betonas pasižymi dideliu atsparumu gniuždymui, tempimui ar lenkimui, taip pat greičiau kietėja, yra mažiau laidus vandeniui ir druskoms. Tai leidžia pasiekti palyginamus arba geresnius betono mišinių našumus naudojant mažiau cemento.
„Norint gauti reikšmingai didesnį efektyvumą, reikalingos labai mažos medžiagos dalys, kai kuriais atvejais mažiau nei 0,01 procento. Tai reiškia, kad toks betonas yra komerciškai perspektyvus, kadangi didmeninės kainos atitinka kitus egzistuojančius priedus šioje pramonėje“, – TNW pasakoja vienas iš „Concretene“ įkūrėjų Alexas McDermottas.
Anot jo, grafenu praturtintas betonas realiuose statybų projektuose buvo 30-50 procentų stipresnis nei įprastas betonas. Tolesni laboratoriniai tyrimai parodė ir 100 procentų viršijantį stiprumo padidėjimą. Tai reiškia, kad nebūtina pilti tiek cemento, kad būtų pasiektas norimos eksploatacinės savybės. Atitinkamai, taip galima mažinti sąnaudas. Ateityje inžinieriai galės projektuoti sprendimus, naudodami mažesnį betono kiekį ir taip dar labiau mažinti anglies dioksido išmetimus.
Pradiniams betono bandymams davus daug žadančių rezultatų, A. McDermottas įsitikinęs, kad 99 proc. pasaulyje naudojamo betono galėtų būti papildytas grafenu.
Pirmąsyk grafenu papildyto betono plokštė paklota 2021 metais sporto salės grindyse. Tolesni bandymai vyko gyvenamųjų namų statybose, riedučių aikštelėje, Iš viso daugiau nei 1000 tonų tokio betono jau išlieta realiuose projektuose, o kitas startuolio tikslas – masinis panaudojimas
Netrukus planuojamas bendradarbiavimas su Heathrow oro uostu, geležinkelių, vandentiekio įmonėmis, prasidės bandymai greitkeliuose ir kituose vietose, kur betonas patiria daugiausia apkrovų. Aplinkai ir statybų sektoriui ši naujovė būtų puiki žinia, leidžianti tausoti išlaidas ir klimatą.
