First Graphene – Fortschritte bei graphenbasierten Betonprodukten

Auf Grund des hohen Formfaktors von Nanoverstärkungen wie Graphen oder Kohlenstoff-Nanotubes weisen diese Materialien die Fähigkeit auf, die Ausbreitung von Rissen in Beton zu verhindern, indem sie Risse im Nanobereich kontrollieren, bevor diese zu Mikrorissen werden. Damit wird die Belastbarkeit erheblich verstärkt, sodass sie effektiver funktionieren als konventionelle Stahl- oder Faserverstärkungen.

Dieser so genannte Ultra-High Performance Concrete (UHPC) erreicht laut First Graphene ein so hohes Peformance-Niveau, dass er eher in Konkurrenz zu Stahl steht als zu dem üblichen Beton. Und UHPC verfügt über eine kürzere Bereitstellungszeit als Stahl.

UHPC kann mehr als 500 Dollar pro Tonne kosten, wobei weitere Verbesserungen wie Mikroverstärkungen den Preis weiter erhöhen können, so First Graphene. Damit sei UHPC erst einmal erheblich teurer als normaler Beton, doch längerfristig könne es sich lohnen, das teurere Material einzusetzen, insbesondere da durch die Verwendung von UHPC die Wartungskosten reduziert würden.

Die University of Adelaide testet nun das Graphen von First Graphene, mit dem Ziel „intelligenten Beton“ (smart cement) herzustellen, der leitende Graphenplättchen enthält. Das soll zum einen die Probleme mit Rissen und Korrosion reduzieren und zum anderen den Beton leitfähig machen, sodass man den Zustand der Strukturen besser überwachen kann.

Erste Testergebnisse hätten gezeigt, dass die Zugabe von 0,03% Standardgraphen die optimale Menge darstellt und einen Anstieg der möglichen Druckbelastung und der Dehnungsfähigkeit um jeweils 22 bis 23% ermöglicht. Die Zugabe größerer Mengen an Standardgraphen zeigte keine Verbesserung der Ergebnisse.

Nach Ansicht von First Graphene handelt es sich hierbei um sehr vielversprechende, erste Ergebnisse, die zeigen, dass die Beigabe nur sehr geringer Mengen des Graphens von First Graphene die Stärke des Materials erheblich steigert. Entscheidend für die weitere Entwicklung des Projekts sei die Bestimmung der optimalen Mischungsmethoden und Konzentration, um ein gleichbleibendes Material herstellen zu können, hieß es.

Weitere Arbeiten

Im Zentrum der nun folgenden Arbeiten werden Tests mit anderen Graphenkonzentrationen sowie die Optimierung der Mischprozeduren stehen. Neue Möglichkeiten, Graphen in den Beton einzubringen werden ebenfalls untersucht. Dabei wird das von First Graphene zur Verfügung gestellte Graphen verschiedene Formfaktoren – geringere Plättchengrößen – aufweisen und über das gesamte Spektrum an Konzentrationen getestet werden. Man geht davon aus, dass dieses Material sich besser im Beton ausbreitet und so eine weitere Verbesserung der mechanischen Stärke des Materials erzielt werden kann.

Laut First Graphen soll der Markt für Betonmischungen bis 2020 ein Volumen von 18,1 Mrd. USD erreichen. Die Nachfrage nach diesen Materialien dürfte durch steigende Infrastrukturanforderungen in sich entwickelnden Ländern, die Verbesserung der Wirtschaftlichkeit im Baugewerbe sowie die Urbanisierung wachsen.

Allein dieser Sektor könnte für First Graphene also eine wichtige Rolle spielen, wenn es gelingt, die angestrebten Produkte zu entwickeln. Wir sind gespannt, wie es mit diesem und den anderen Projekten des Unternehmens weitergeht und werden die Leser von GOLDINVEST.de auf dem Laufenden halten.

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