Enhanced cement based coating materials for surface protection/repair applications using 2-dimentional materials

Research Project, 2018 – 2020

Betong är ett av de viktigaste materialen i världen eftersom det används i stort sett i alla byggnader och all infrastruktur. Det finns huvudsakligen tre anledningar till att det är så: betong är förhållandevis billig, betong kan formas, och betong är beständigt. På senare tid har dock koldioxidutsläppen från betongtillvekning fått ökad uppmärksamhet, inte minst utsläppen från cementtillverkningen. Även om en ersättning av en del av betongen med andra byggmaterial kan vara ett alternativ, i vissa länder med exempelvis högre tillgång till timmer, är materialet överlägset alla andra konstruktionsmaterial tack vare beständigheten i aggressiva miljöer; betong är därför idag oersättlig i en övervägande andel industriella och infrastukturs konstruktioner. De stora volymer som efterfrågas gör dock att man idag satsar stora resurser för att på olika sätt minska koldioxidavtrycket från betong, bland annat genom att öka andelen alternativa material för att ersätta delar av delmaterialen, exempelvis cementet.Dock, även om Betong är känd att vara ett relativt hållbart byggmaterial men det är också poröst för penetrationen av aggressiva ämnen, såsom klorider och andra aggressiva ämnen. Ett sätt att lösa detta problem är att använda skyddsmaterial som hindrar vatten eller luft att penetrera i.Cementbaserade beläggnings- eller reparationsmaterial är en lösning för ett sådant ytskydd. Dessa produkter appliceras på antingen yttre eller inre ytor, inklusive murverk och betongkonstruktioner. Det används för att förhindra vattengenomträngning och minskningar av smuts samling särskilt exteriör murverk cementerade ytor. Den är lämplig för beläggning av betong samt dekorera inomhus, utomhus och alla typer av murverk ytor som hus, byggnader, broar och dammar. Ett brett utbud av färger har utvecklats och tillverkats för att uppfylla olika val, stämningar, förhållanden och metoder för applikation och ekonomiska krav.Cementbaserade beläggningsmaterial har flera utmärkta egenskaper såsom att tillhandahålla mycket bra skydd till alla typer av murverksytor från ultraviolett strålning, svåra klimatförhållanden såsom regn, hetta, vatten, fukt, salt atmosfär nära havsstränder och förhindra tillväxt av svamp och bakterier. Vidare tillämpning av dessa produkter på betongytor bidrar till förbättringar i färg och ett tilltalande utseende. Tillämpningen av dessa produkter bidrar också för att dölja olika ojämnheter, hårfoder och råhet. Men trots alla goda egenskaper, finns det utrymme för att förbättra dessa material i egenskaper såsom: elasticitet, hårdhet, bindetid och permeabilitet. Forskningen i detta projekt syftar till att studera effekten av 2D material såsom vitgrafen (Bornitrid), grafen eller grafenoxid i kombinationen med kolnanorör och kolnanofiberi form av ett tredimensionellt nätverk i cementbaserade beläggningsmaterial när det mekanismer för hållfasthets- adhesionsförbättring samt reologiförändring.2D material samt kolnanorör/fiber betraktas som flera av de mest intressanta materialen i världen som forskningsämnen, särskilt för grafen och bornitrid (som ofta kallas "vit" grafen) på grund av dess enastående  termiska och mekaniska egenskaper som tvådimensionell material.