Penggunaan Graphene Oxide untuk Perlindungan Beton. Degradasi konstruksi beton dan kebutuhan akan perawatan dan perbaikan rutin telah mendorong minat pada metode untuk melindungi beton dengan lebih baik, terutama dari dampak negatif air dan curah hujan.
Salah satu pendekatan untuk melindungi beton untuk memperpanjang masa pakainya dan menurunkan biaya perawatan adalah dengan menerapkan bahan pelindung permukaan. Bahan-bahan ini bersifat hidrofobik dan menghalangi penetrasi ion klorida yang merusak yang ditemukan dalam persediaan air masyarakat.
Perawatan permukaan beton umumnya terbagi dalam tiga kategori berbeda:
Bahan pelapis yang ada telah menunjukkan tingkat efektivitas yang berbeda-beda. Saat ini tidak ada lapisan tunggal yang mampu melindungi semua jenis beton dari kerusakan.
Peneliti beton baru-baru ini berfokus pada penggunaan bahan nano untuk mengembangkan bahan pelapis yang unggul. Secara khusus, grafena oksida, yang dihasilkan oleh pengelupasan kimiawi grafit, telah muncul sebagai kandidat yang menjanjikan.
Karena sifat mekanik unggul yang ditunjukkan oleh luas permukaan dan kekuatannya yang tinggi, serta dispersibilitasnya yang sangat baik dalam air, graphene oksida tampaknya menjadi kandidat yang sangat baik untuk perlindungan permukaan beton.
Ada peningkatan jumlah penelitian tentang penggunaan graphene oxide dalam bahan konstruksi untuk meningkatkan kinerjanya. Minat terhadap material tersebut sebagian tumbuh karena lebih murah untuk diproduksi daripada material nanomaterial karbon yang sebanding seperti carbon nanotubes dan carbon nanofibers.
Dalam satu studi baru-baru ini, para peneliti melihat efek perlindungan lapisan oksida graphene pada beton, dengan fokus pada kemampuannya untuk mencegah penetrasi air dan ion.
Untuk mengaplikasikan lapisan oksida graphene 9 mg pada sampel beton, tim peneliti menggunakan tiga metode aplikasi: menyikat, menyemprot dan merendam.
Peneliti mengevaluasi sampel berusia 90 hari untuk penyerapan air, penyerapan kapiler dan permeabilitas uap air. Mereka juga melakukan spektroskopi inframerah transformasi Fourier (FTIR) untuk menilai setiap perubahan molekuler, dan uji permeabilitas klorida cepat (RCPT) untuk mengevaluasi tingkat korosi akibat penetrasi klorida.
Sebuah mikroskop elektron scanning (SEM) digunakan untuk menilai kualitas lapisan pada permukaan sampel, dan analisis potensi zeta dilakukan untuk menentukan setiap perubahan pada permukaan sampel.
Menurut uji penyerapan dan permeabilitas air, lapisan oksida graphene mengurangi asupan volumetrik dan kapiler air oleh spesimen beton sekitar 40% dan 57%, masing-masing.
Para peneliti menemukan bahwa ketika kandungan oksida graphene suatu permukaan naik, penyerapan volumetrik dan kapiler beton lebih rendah. Evaluasi FTIR dari sampel berlapis oksida graphene tidak menunjukkan adanya ikatan kimia. Pelapisan uji tidak mempengaruhi permeabilitas uap air, tetapi graphene oxide menurunkan permeabilitas ion klorida hingga sekitar 25%.
Tim peneliti mengatakan hasilnya menunjukkan potensi graphene oxide sebagai bahan perlindungan permukaan generasi berikutnya untuk beton, terutama untuk struktur dalam kondisi yang tidak bersahabat. Memasukkan Graphene Oxide ke Beton
Selain diteliti sebagai pelapis beton pelindung, graphene oxide juga dipelajari sebagai aditif beton yang potensial. Penelitian telah menunjukkan penggabungan graphene oxide menyampaikan kekuatan mekanik yang superior dan daya tahan yang lebih besar.
Secara umum, nanomaterial memiliki satu aspek negatif yang signifikan sebagai aditif konkret: dispersibilitas yang buruk. Namun, fungsi oksidatif oksida graphene menyebabkannya lebih mudah menyebar dalam air daripada bahan nano lainnya.
Kelemahan besar penambahan graphene oxide pada bahan berbahan semen adalah berkurangnya kemampuan kerja karena luas permukaannya yang relatif besar yang cenderung menyerap air. Ia juga memiliki ukuran lateral yang tidak praktis yang memiliki kapasitas penyimpanan air yang signifikan.
Terlepas dari kelemahan ini, masuknya sejumlah kecil graphene oxide (kira-kira 1% berat semen) telah terbukti meningkatkan kekuatan tekan. Selain itu, penggunaan graphene oxide 0,05% terbukti dapat meningkatkan kuat tekan dan lentur beton.
Sebuah studi baru-baru ini difokuskan secara khusus pada inklusi graphene oksida dalam komposit beton, dengan agregat halus dan kasar alami [1]. Studi ini menemukan bahwa penggabungan graphene oksida, dengan persentase konten yang bervariasi, dapat menurunkan kemampuan kerja tetapi sangat meningkatkan kekuatan tekan (21 hingga 55%) dan kekuatan tarik (16 hingga 38%).
Penyerapan dan penyerapan permukaan awal juga ditemukan berkurang karena kandungan oksida graphene meningkat dalam sampel beton.
Tim peneliti melakukan analisis biaya yang menemukan bahwa 0,06% grafena oksida adalah campuran terbaik untuk kekuatan maksimum yang dicapai pada sampel berusia 90 hari.
