Инженеры из Индии разработали новый состав бетона, который не только превосходит по прочности традиционные аналоги, но и способен улавливать углекислый газ из атмосферы. Основой технологии стали две природные добавки – минерал цеолит и бамбуковый биоуголь. Результаты исследования опубликованы в журнале Carbon Research.
Команда из Инженерного колледжа Мепко Шленк под руководством Шринивасан Ревати искала способ сделать строительные материалы более экологичными, чтобы снизить их углеродный след. Для этого они предложили добавлять в бетонную смесь два пористых материала с большой площадью поверхности, которые могут эффективно улавливать молекулы газа: цеолит и биоуголь, полученный из бамбука.
В ходе экспериментов исследователи работали с бетоном марки M35, который обычно применяют при строительстве объектов с умеренной транспортной нагрузкой. Они заменяли часть мелкого заполнителя цеолитом, а часть цемента – бамбуковым биоуглем. Затем образцы проверяли на прочность при сжатии и растяжении, а также на водопоглощение и ударостойкость.
Наилучшие показатели продемонстрировал состав с 50% цеолита и 1% биоугля. Его прочность на сжатие достигла 38,49 МПа, что на 7,5% выше, чем у обычного бетона. Прочность на растяжение при раскалывании выросла на 15% – до 4,39 МПа. По мнению авторов, такой эффект достигается за счет взаимодействия алюмосиликатной структуры цеолита и твердости биоугля, которые вместе образуют более плотную и прочную цементную матрицу.
Помимо прочности, новый материал показал способность поглощать углекислый газ. В специальной камере образцы улавливали 1,2 грамма CO2 в сутки, а за семь дней газ проник в структуру бетона на глубину 15 мм. Эту способность обеспечивают микропоры цеолита и высокое содержание углерода в биоугле.
Разработчики считают, что такой бетон может найти применение при строительстве дорожных покрытий, автомагистральных ограждений и канализационных трубопроводов, особенно в районах с высоким уровнем выбросов – в городах и промышленных зонах. Впрочем, они подчеркивают, что технология пока находится на стадии концептуальной проверки и требует дальнейших испытаний перед возможным коммерческим внедрением.
В планах ученых – изучить долговечность материала и его способность поглощать CO2 в течение длительного времени. Они также намерены протестировать другие виды биоугля и оценить эффективность добавок в бетонах и строительных растворах других марок.
