Nghiên cứu ra vật liệu nano có thể giúp bê tông đường cao tốc bền hơn

Một nhóm các nhà nghiên cứu từ Đại học bang Washington (WSU) tin rằng các vật liệu nano như graphene oxit có thể giúp làm cứng các cơ sở hạ tầng bê tông chống lại các yếu tố.

Theo thống kê tại Mỹ, cứ 5 dặm đường cao tốc và đường chính thì có một đoạn trong tình trạng kém. Đây là một vấn đề thậm chí còn tồi tệ hơn ở những nơi có thời tiết lạnh, độ ẩm cao và hơn hết là muốn làm tăng tốc độ xuống cấp của mặt đường và nhựa đường.

Nhiều sở giao thông vận tải của các tiểu bang tại Mỹ sử dụng chất bịt kín tại chỗ để bảo vệ cầu và các kết cấu bê tông khác khỏi tuyết tan, mưa và muối. Những sản phẩm đó có thể giúp ích trong một khoảng thời gian, nhưng về lâu dài sẽ không còn nhiều tác dụng.

Vì vậy nghiên cứu từ các nhà khoa học tại WSU rất được chú ý. Điều mà nhóm WSU tìm thấy là họ có thể thêm các vật liệu nano – cụ thể là graphene oxit và montmorillonite nanoclay – đến chất trám kín siliconate thương mại để làm cho cấu trúc vi mô của bê tông trở nên dày đặc hơn, do đó làm cho nước khó xâm nhập vào vật liệu hơn. Chất trám này cũng giúp bảo vệ khỏi sự va chạm vật lý và phản ứng hóa học do muối gây ra.

So sánh chất trám này với chất trám hiện tại, các nhà nghiên cứu nhận ra rằng nó có khả năng đẩy nước ra ngoài tốt hơn 75% và giảm tác hại của muối tốt hơn 44%. Họ cũng tạo ra chất trám từ nước, thay vì dung môi hữu cơ. Điều đó có nghĩa là sản phẩm cuối cùng an toàn hơn khi sử dụng và ít gây hại cho môi trường. Thông thường, chất làm trám bằng nước không hoạt động tốt như các chất hữu cơ, nhưng các vật liệu nano mà nhóm nghiên cứu tại WSU sử dụng đã giúp san bằng khoảng cách này.

Giáo sư Xianming Shi, trưởng nhóm nghiên cứu của dự án cho biết: “Mặc dù có vẻ giống như đá rắn, nhưng bê tông về cơ bản là một miếng bọt biển khi chúng ta nhìn nó dưới kính hiển vi. Đó là một vật liệu composite không đồng nhất và có độ xốp cao”. Theo vị giáo sư này, nếu chúng ta có thể giữ cho vật liệu khô ráo, hầu hết các vấn đề về độ bền của nó sẽ biến mất.

So với hầu hết các dự án nghiên cứu liên quan đến việc sử dụng vật liệu nano, công nghệ mà các nhà nghiên cứu tại WSU tạo ra hoàn toàn có thể được đưa vào đời thực khi nhóm giáo sư Shi cho biết họ có kế hoạch làm việc với trường đại học hoặc thành phố Pullman để thử nghiệm chất trám mới trong thế giới thực trong vòng hai năm tới.

Theo Engadget