Исследование и производство графена
 
Институт Графена

Добавки в строительные материалы

Бетон, модифицированный графеном

Новые мировые стандарты современных гражданских технологий постоянно требуют более требовательной инфраструктуры и стимулируют разработку высокоэффективных многофункциональных строительных материалов. В частности, значительные усилия направлены на повышение производительности и функциональности наиболее используемого в мире строительного материала – бетона. Действительно, изменяющийся подход к улучшению механических характеристик бетона и обеспечению новых функциональных возможностей материала требует вмешательства в наномасштабе, поскольку большая часть повреждений, нанесенных бетону, может быть связана с химическими и механическими дефектами в цементной структуре. Поэтому современные исследовательские усилия направлены на изучение новых путей повышения эксплуатационных характеристик бетона путем нанотехнологии химических и физико-механических свойств цемента, основного связующего элемента в составе бетона. Частицы цемента, которые состоят из множества химических элементов (таких как силикаты кальция, алюминаты и алюмоферриты), подвергаются превращению из порошковой формы в волокнистые кристаллы при реакции с водой, известной как реакция гидратации. Их рост и механическое сцепление с течением времени являются наиболее значимыми факторами в формировании свойств материала бетона.

Компанией «Институт графена» разработана технология подмешивания графена в бетон, предназначенный для строительства широкого спектра сооружения, включая строительство зданий в сейсмоопасных районах.

Выдающиеся химические и физические свойства графена обеспечивают наиболее эффективное улучшение внутренней матрицы бетона.

Высокоэффективные графеновые нанодобавки компании «Институт графена» позволяют решать следующие  задачи:

• Уменьшение усадки, минимизация времени отверждения и улучшение сцепления с предварительно напряженным армированием;

• Снижение сорбционной способности, что приводит к коррозионной стойкости, которая особенно эффективна в сильно коррозионных средах, таких как канализация. (Сорбционная способность – это проникновение влаги в бетонную конструкцию, через капиллярный механизм, который приводит к разрушению бетонной конструкции).

Компания «Институт графена» разработала инновационный графен с тонкими атомными слоями наноинженерный многофункциональный бетонный композит (МБК), который демонстрирует беспрецедентный диапазон улучшенных свойств по сравнению со стандартным бетоном. Модификатор бетона МБК демонстрирует необычайное увеличение сопротивляемости нагрузкам:

 до 90% – прочность;

— до 49% при изгибе;

— снижение максимального смещения из-за сжимающей нагрузки на 70%;

— увеличение теплоемкости на 88 %;

— заметное снижение (почти на 250%) водопроницаемости по сравнению со стандартным бетоном, что является чрезвычайно востребованным свойством для длительного срока службы бетонных конструкций, делает этот новый композитный материал идеально подходящим для строительства в местах, подверженных затоплению.

Такой бетон не имеет конкурентов при строительстве и ремонте плотин, установке фундаментов линий электропередач и фундаментов опор ветроустановок. Графеновый модификатор позволяет также уменьшить содержание цемента в бетоне и тем самым значительно снизить цену за кубометр бетона.

Наличие графеновых наночастиц способствует росту мелкого зерна. Это означает, что ваша конкретная конструкция будет быть более жесткой, иметь более высокую прочность на изгиб и сопротивляться растрескиванию.

МБК создает мелкозернистые структуры и увеличивает плотность упаковки для улучшения стабильности размеров. Было показано, что плотность упаковки увеличивает прочность на изгиб, уменьшает потерю веса от коррозии и истирания, повышает ударопрочность и дает возможность производить более жесткий бетон. Нанопластины графена способствуют созданию тонкой зернистой структуры и блокируют существующие микротрещины. А сорбция влаги, как известно, в значительной степени способствует сокращению срока службы бетона. Наночастицы графена блокируют влагу и другие загрязнения, как жидкости, так и газы.

Наш продукт

Компания «Институт графена» производит водную графеновую пасту ВГП, которая является основой для производства графенобетонного модификатора МБК. Низкая стоимость пасты ВГК позволяет производить модификатор по низкой цене. Для крупных заказов компания предлагает модификатор в виде концентрата.

Добавки МБК позволяют снизить содержание воды и цемента в бетоне, тем самым снижается общая стоимость конструкции и увеличивается прочность раствора. Добавки смешиваются с цементом, песком и водой для придания базовым материалам определенных свойств, таких как долговечность. Повышение прочности бетона, уменьшение времени его затвердевания и увеличение гидрофобности являются наиболее привлекательными свойствами модификаторов бетона. Продукт МБК имеет высокие показатели для всех этих свойства, низкую цену и низкую стоимость производства. Большая часть добавок доступна в готовом виде и добавляется в раствор на строительной площадке.

Институт графена предлагает два варианта продвижения концентрата МБК:

—  поставка готового материала МБК;

— производство продукта в непосредственной близости от производства бетона. Предлагаемое оборудование для производства графеновых материалов имеет низкую стоимость; также возможна продажа комплектов оборудования для производства MБК любой мощности.