Инженери от Индия са разработили нов вид бетон, който не само е по-здрав от обикновения, но и е способен активно да абсорбира въглероден диоксид от атмосферата.
Специалистите от Инженерния колеж „Мерко Шленк“ под ръководството на Сринивасан Ревати са използвали два естествени компонента: цеолит – порест минерал и бамбуков биовъглен – материал с високо съдържание на въглерод. И двете вещества притежават голяма повърхност и обем на порите, което ги прави ефективни за улавяне на газови молекули. Изследователите са тествали няколко състава на бетон от марка М35, който обикновено се използва в инфраструктурата с умерено натоварване. Част от фините пълнители е била заменена с цеолит (25% и 50%), а част от цимента – с бамбуков биовъглен (0,5%, 1% и 1,5%). Всеки състав е билтестван за якост на натиск и опън, водопоглъщане и удароустойчивост.
Най-добри резултати показа сместа с 50% цеолит и 1% бамбуков биовъглен (ZB5). Якостта на натиск е достигнала 38,49 MPa – приблизително със 7,48% по-висока от тази на обикновения бетон. Якостта на опън при разцепване възлиза на 4,39 MPa, което е с 15% по-добро от стандартната смес. Изследователите свързват това укрепване със взаимодействието между алумосиликатната структура на цеолита и твърдостта на бамбуковия биовъглен – заедно те създават по-плътна и дълготрайна циментова матрица.
Освен здравина, съставът ZB5 демонстрира способност да абсорбира CO₂. В камерата за карбонизация бетонът абсорбираше 1,2 грама въглероден диоксид на ден, а за седем дни газът проникна в материала на дълбочина 15 милиметра. Този ефект се обяснява с микропорестата структура на цеолита и високото съдържание на въглерод в биовъглищата.
„Нашата работа демонстрира двойна полза. Ние не просто създаваме по-здрав бетон, а превръщаме обикновения строителен материал в активен инструмент за подобряване на околната среда. Благодарение на комбинацията от цеолит и бамбуков биовъглен можем да изграждаме конструкции, които не само са устойчиви, но и активно пречистват въздуха от излишъка на въглероден диоксид, проправяйки пътя към истински устойчива инфраструктура в райони с високи емисии – например по градските пътища и в промишлените зони.“
отбеляза Сринивасан Ревати, автор на изследването от катедрата по гражданско строителствоПотенциалните области на приложение на новия бетон са пътни настилки, парапети на магистрали и канализационни тръбопроводи. Такива конструкции ще могат да изпълняват обичайните си функции и едновременно с това да абсорбират част от въглеродния диоксид от околната среда.
Учените обаче предупреждават, че засега работата е в етап на доказване на концепцията и за широкото внедряване на материала ще са необходими допълнителни изпитвания. В бъдеще се планира да се проучи дългосрочната устойчивост на бетона и способността му да абсорбира CO₂ с течение на времето, да се тестват други видове биовъглища, да се оцени сместа в различни марки бетон и строителна смес, както и да се провери дали предварително накиснатото биовъглище ще подобри характеристиките.