Yeni nesil çimento ve betonda kullanılan mineral kok

Araştırmanın başyazarı Paul Advincula, “Metalurjik kokun grafene dönüştürüldüğü ilk deneyler, kuma benzer büyüklükte bir malzeme ortaya çıkardı” dedi. Staj Yayınlanan Uygulamalı ve arayüz malzemeleriS. “Kok türevi mineral grafenin, betonda kumun yerini alacak şekilde kullanımını araştırmaya karar verdik ve bulgularımız bunun gerçekten işe yarayacağını gösteriyor.”

Bilim insanları, grafen agregası yerine kullanılan betonu, uygun kum agregası kullanılarak yapılan betonla karşılaştırdılar ve betonun %25 daha hafif ama aynı derecede güçlü olduğunu keşfettiler. Başka bir deyişle, grafen bazlı beton, standart betonun mekanik özelliklerine uyuyor ve daha yüksek bir mukavemet/ağırlık oranı sağlıyor.

Advincula, flaş ısıtma tekniğinin önceki yöntemlere göre daha hızlı ve daha büyük ölçekte grafen ürettiğini kaydetti.

Araştırmacı, doğal kuma olan bağımlılığı azaltma ve beton üretiminden kaynaklanan karbon emisyonlarını azaltma potansiyeli ile bu yeni teknolojinin daha sürdürülebilir kentsel gelişim uygulamalarına yol açabileceğine inanıyor.

Baş araştırmacı James Torr, “Grafenin fiyatının bunu uygulanabilir hale getirecek kadar düşmesi biraz zaman alacak” dedi. “Fakat bu sadece alabileceğimiz alternatiflerin olduğunu gösteriyor.”

Tour, 2050 yılına kadar dünya nüfusunun yüzde 68'inin kentsel alanlarda yaşamasının beklendiğini, betona ve dolayısıyla kum çıkarmaya olan talebin ciddi oranda artacağının beklendiğine dikkat çekti. Bu sayı son yirmi yılda üç katına çıkarak yılda yaklaşık 50 milyar tona ulaştı ve önemli bir çevresel maliyete neden oluyor.

Ayrıca betonun önemli bir bileşeni olan çimento üretimi dünya çapındaki karbondioksit emisyonlarının %8'ini oluşturmaktadır. Ayrıca, büyük ölçüde denetimsiz olan kum çıkarma, nehir kıyısı ve kıyı ekosistemleri için ciddi tehditler oluşturmaktadır. 2022 Birleşmiş Milletler raporuna göre, kuma olan bu artan talep, nüfus artışı ve kentleşmeyle birleştiğinde, yakında bir “kum krizine” yol açabilir.

“'Kum krizinin' eşiğinde olduğumuz gerçeği bizi alternatifler aramaya itiyor ve beton maliyetinin yaklaşık %10'u kadar, kumla hemen hemen aynı maliyette olan metalurjik kok, yalnızca betonun kalitesini artırmaya yardımcı olmakla kalmıyor, aynı zamanda betonun kalitesini de artırıyor. İnşaat ve çevre mühendisliği profesörü ve bu makalenin ilgili yazarı Satish Nagarajaya, “Daha yüksek kaliteli beton aynı zamanda sonuçta önemli tasarruflara da dönüşüyor” dedi.