Forschern der RMIT University und der Universität Melbourne ist es gelungen, die Stärke und Druckbarkeit von 3D-gedrucktem Beton durch die Einführung von Graphenoxid zu verbessern. Diese Forschung eröffnet Möglichkeiten für die Herstellung intelligenter Betonstrukturen, die Risse und strukturelle Veränderungen überwachen können. Die Universität hatte die Forschungen auf seiner Website vorgestellt.
Graphenoxid, ein Nanomaterial, das üblicherweise in Batterien und elektronischen Geräten verwendet wird, konnte die Festigkeit von Beton um bis zu 10 Prozent erhöhen und ihm elektrische Leitfähigkeit verleihen. Diese Entdeckung könnte die Konstruktion „intelligenter“ Gebäude ermöglichen, deren Wände als Sensoren fungieren und selbst kleinste Risse erkennen und überwachen können.
Die Forschung unter der Leitung von Associate Professor Jonathan Tran und Doktorandin Junli Liu von der RMIT stellt die erste umfassende Untersuchung der Auswirkungen von Graphenoxid auf die Druckeigenschaften und die Druckbarkeit von 3D-Beton dar. Sie könnte eine bedeutende Verbesserung gegenüber herkömmlichen Rissdetektionsmethoden, wie Ultraschall- oder akustischen Sensoren, darstellen, die bei der frühzeitigen Erkennung kleinerer Risse Schwierigkeiten haben.
Professor Tran hob das Potenzial dieser Technologie für die Bauindustrie hervor, insbesondere im Vergleich zu herkömmlichen Schalungsmethoden. „3D-Druck im Bauwesen spart nicht nur Zeit, Geld und Arbeit, sondern ermöglicht auch komplexere Strukturen und die Wiederverwendung einiger Bauabfälle in zementbasierten Materialien“, erklärte er.
Die Forschung zeigte vielversprechende Ergebnisse, jedoch betonte Tran die Notwendigkeit weiterer Untersuchungen, um zu bestimmen, ob Beton mit Graphenoxid die Festigkeit von herkömmlich gegossenem Beton erreichen oder übertreffen kann. Zudem könnte eine zu hohe Zugabe von Graphenoxid den Fluss des Betons beeinträchtigen und seine Balance stören, was die Druckbarkeit, Festigkeit und Haltbarkeit beeinträchtigen könnte.
Junli Liu wies darauf hin, dass die Festigkeit des Betons durch die Verbesserung der Bindung zwischen Graphenoxid und der Betonmischung optimiert werden könnte. Verschiedene Dosierungen von Graphenoxid wurden getestet, wobei eine niedrigere Dosierung (0,015% des Zementgewichts) eine größere Stärke zeigte als eine höhere (0,03% des Zementgewichts).
Die nächste Forschungsphase wird sich auf die Untersuchung der elektrischen Leitfähigkeit von Graphenoxid in Beton konzentrieren und dessen Machbarkeit als intelligentes Material bewerten.
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