Een team onderzoekers van RMIT en de Universiteit van Melbourne heeft de impact van grafeenoxide op 3D geprint beton onderzocht. Dit is het eerste onderzoek naar hoe grafeenoxide, een nanomateriaal dat veel wordt gebruikt in batterijen en elektronica, de printbaarheid en eigenschappen van beton kan beïnvloeden. Uit de bevindingen blijkt dat het gebruik van grafeenoxide niet alleen de elektrische geleidbaarheid van beton verbetert, maar ook de sterkte met wel 10% vergroot. De onderzoekers zien mogelijkheden om met dit beton ‘slimme’ gebouwen te creëren, waarbij muren kunnen dienen als sensoren voor het detecteren van minuscule scheurtjes.
Traditionele methoden zoals ultrasone of akoestische sensoren zijn weliswaar effectief voor het detecteren van grote scheuren, maar hebben moeite met de vroege identificatie van kleinere scheuren. De omvangrijke apparatuur die voor deze methoden wordt gebruikt, brengt uitdagingen met zich mee bij het monitoren van grote constructies zoals bruggen of wolkenkrabbers. Het verweken van grafeenoxide in beton maakt echter de weg vrij voor een ingebed elektrisch circuit in constructies, wat helpt bij de vroege detectie van structurele problemen.
De belofte van grafeenoxide reikt verder dan alleen slimme toepassingen. Het verbetert ook de hechting tussen de lagen in 3D geprint beton, essentieel voor de structurele integriteit. Daarnaast biedt het voordelen op het gebied van kosten en duurzaamheid. Het onderzoek benadrukt tevens de arbeids-, tijd- en afvalreductievoordelen van 3D printing ten opzichte van traditionele bouwmethoden.
Het onderzoek onderstreept echter ook het delicate evenwicht dat vereist is in het betonmengsel. Overmatig grafeenoxide kan het hydratatieproces verstoren dat essentieel is voor de sterkte van beton, wat kan leiden tot mogelijke problemen met de printbaarheid en sterkte. De volgende onderzoeksfase zal zich richten op de elektrische geleidbaarheid van grafeenoxide in beton, waarbij de levensvatbaarheid als “slim” materiaal verder wordt beoordeeld.
Je kunt het onderzoek met de titel “Exploration of using graphene oxide for strength enhancement of 3D-printed cementitious mortar” lezen in Additive Manufacturing Letters via deze link.
