Lyckade försök med grafen i betong

Supermaterialet grafen är starkt samtidigt som det är lätt och böjbart. Därmed är det mycket intressant för industrin, bland annat i kompositmaterial och böjbar elektronik.

Forskare vid Chalmers har testat materialets möjligheter att förstärka betongkonstruktioner. De har lyckats modifiera grafen så att det binder till kiseloxid och kalciumoxid som finns i betong.

Hittills är resultaten lovande. Hållfastheten hos betongen har i vissa fall ökat med 40-50 procent.

- Vi har påvisat potentiella möjligheter för att förbättra hållfastheten genom att skräddarsy grafenets egenskaper så att det passar för tillämpningen, säger Johan Liu, processor i mikroteknik på Chalmers.

Försöken har dock gjorts i liten skala så än så länge måste resultaten betraktas som preliminära. Nu väntar långtidsstudier och forskning för att förstå förstärkningsprocessen på molekylnivå.

Om hållfastheten kan öka med 50 procent i betong även i verkliga byggprojekt skulle det innebära stora vinster, både för miljön och för ekonomin i bygget.

- I första hand kan man minska cementhalten i betongen och ändå ha samma hållfasthet, vilket kan ge stora miljövinster. Sedan kan man naturligtvis också bygga slankare konstruktioner och minska mängden armeringsjärn om hållfastheten ökar, säger Luping Tang, biträdande professor i byggnadsmaterial vid Chalmers.

Det kommer dock att dröja minst ett år, tror han, innan forskningen har kommit så långt att byggbranschen kan börja använda grafenförstärkt betong.

Företaget SHT Smart High-Tech har knoppats av från Johan Lius forskning med siktet inställt på att bland annat tillverka grafen som kan användas inom olika områden, till exempel byggindustrin.

- Jag försöker skräddarsy molekylerna och SHT ska försöka tillhandahålla materialet på sikt, berättar Johan Liu.

Det har förekommit rapporter från Kina där grafen i betong har kunnat öka hållfastheten ännu mer, men de resultaten bedömer Chalmersforskarna inte är tillförlitliga.

- Forskargrupper världen över försöker använda grafen för att förstärka betong, men de kan antingen grafen eller betong. Det finns inte många grupper som har kunskap om båda områdena och det är vår styrka, säger Luping Tang.

Chalmersförsöken har finansierats av Formas och Statens vegvesen, den norska motsvarigheten till Trafikverket. Norge intresserar sig för frågan i sitt stora projekt Ferjefri E39, som handlar om att motorvägen E39 från Kristiansand till Trondheim ska bli av med sina färjeöverfarter och i stället förses med broar eller tunnlar.

Prenumerera på Ny Tekniks kostnadsfria nyhetsbrev!