GREC – grafenförbättrad cementbaserad ledande beläggning

Syfte och mål

I denna studie undersöks funktionaliteten hos en självformulerad kolbaserad ledande beläggning (CBCC) med grafit/grafen som anod i ett ICCP-system (Impressed Current Cathodic Protection). Anodmaterialen testas och utvärderas med avseende på långsiktig hållbarhet och prestanda med hjälp av en accelererad hållbarhetstestmetod. Resultaten visar att funktionstiden är starkt beroende av accelerationsfaktorn, och därmed den laddning som passerar genom materialet under testningen, samt materialets sammansättning.

Resultat och förväntade effekter

I denna studie har vi undersökt och utvärderat nya typer av ledande beläggningar som anod för ett ICCP-system, bestående av en kombination av kommersiellt tillgängliga material, genom ett accelererat hållbarhetstest. Resultaten visar att en matris tillverkad av en kombination av mikrocement och en styrenakrylat sampolymer med inkorporering av mikrografit tillsammans med en mindre mängd grafen uppvisar alla nödvändiga och önskade egenskaper och kan motstå relativt höga tillämpade strömdensiteter.

Upplägg och genomförande

Den beläggning som utvecklats i den här studien har goda egenskaper när det gäller ledningsförmåga och vattenbeständighet, och den är tillräckligt porös för att släppa ut relativt stora mängder av de gaser som genereras under ICCP:s anodiska reaktion. Resultaten visar också att inkorporering av mindre mängder grafen i den cementbaserade matrisen främst påverkar matrisens homogenitet.

Abstract in English

GREC - Graphene enhanced conductive cementitious coating

Purpose and goal
In this study, the functionality of a self-formulated - carbon-based conductive coatings (CBCCs) with incorporation of graphite/graphene as the anode in an Impressed Current Cathodic Protection (ICCP) system is studied. The anode materials are tested and evaluated for long-term durability and performance by an accelerated durability test method. The results show that the functional time is highly dependent on the acceleration factor, and thus the charge passed through the material during testing, as well as the material composition.

Expected results and effects
In this study we have investigated and evaluated new types of conductive coatings as the anode for an ICCP system, consisting of a combination of commercially available materials, by an accelerated durability test. The results show that a matrix made of a combination of a micro-cement and a styrene-acrylate copolymer with the incorporation of a micro-graphite together with a smaller amount of graphene show all the required and desired properties and can withstand relatively high applied current densities.

Approach and implementation
Developed coating in the present study, shows proper characteristics in terms of conductivity and water resistance, and it is porous enough to release relatively large amounts of the gases generated during the ICCP anodic reaction. The results also show that the incorporation of smaller amounts of graphene into the cementitious matrix mainly influences the homogeneity of the matrix.

Utlysning:
Samverkan kring kommersiella grafentillämpningar, hösten 2020

Projektpartners: Chalmers, Chalmers Industriteknik, GVV, Lanark, SIKA, Talga

Projektledare: Arezou Baba Ahmadi, Chalmers

Projektform: Forsknings- och innovationsprojekt

Bidrag: 1 500 000 kr

Projektets löptid: 1 april 2021 – 1 april 2023

Relaterade styrkeområden: