З бамбуковим біовугіллям. Інженери створили бетон, що очищує повітря

Будівельна галузь традиційно вважається однією з найбільш проблемних з погляду викидів парникових газів, адже виробництво цементу та використання викопного палива суттєво підвищують рівень вуглекислого газу в атмосфері. Щоб вирішити цю проблему, група дослідників з Інженерного коледжу Мепко Шленк в Індії розробила інноваційну будівельну суміш.

Результати наукової роботи, опубліковані в журналі Carbon Research, свідчать про те, що додавання ретельно дібраних природних матеріалів наділяє бетон додатковою корисною функцією — здатністю активно видаляти CO2 з повітря.

Під керівництвом Шрінівасана Ревати вчені зосередилися на двох компонентах: цеоліті — високопористому мінералі — та бамбуковому біовугіллі, матеріалі з високим вмістом вуглецю. Завдяки розгалуженій мережі пор і великій питомій площі поверхні обидва інгредієнти чудово підходять для вловлювання молекул газу. Дослідники випробували кілька варіантів популярної марки бетону М35, замінивши частину дрібного заповнювача цеолітом (у кількості 25% і 50%), а цемент — бамбуковим біовугіллям у концентраціях 0,5%, 1% і 1,5%.

Кожну суміш випробовували на міцність при стисканні та розколюванні, а також перевіряли на ударостійкість і водопоглинання. Найкращі результати продемонструвала комбінація під назвою ZB5, що містить 50% цеоліту та 1% бамбукового біовугілля. Її міцність на стискання сягнула 38,49 МПа, що приблизно на 7,48% перевищує показник стандартного бетону. Міцність на розтяг при розколюванні становила 4,39 МПа, перевищивши звичайні показники на 15%. Така ефективність зумовлена міцним взаємозв'язком між алюмосилікатною структурою цеоліту та твердістю біовугілля, які разом утворюють щільнішу матрицю.

Окрім покращених механічних характеристик, суміш ZB5 продемонструвала здатність поглинати вуглекислий газ. У спеціальній камері карбонізації матеріал поглинав 1,2 г CO2 на добу, причому за тиждень газ проникав усередину на 15 міліметрів. На думку авторів, поєднання мікропористої структури цеоліту та високого вмісту вуглецю в біовугіллі дозволяє бетону успішно виконувати роль конструкційного елемента й водночас пастки для атмосферних викидів.

На думку розробників, такий підхід відкриває шлях до створення справді сталої інфраструктури в зонах із підвищеною концентрацією викидів. Потенційними сферами застосування можуть стати дорожні покриття, стіни автомагістралей або каналізаційні системи. Попри успішні лабораторні випробування, науковці зазначають, що попереду ще тривалі дослідження поведінки матеріалу в довгостроковій перспективі, випробування інших видів біовугілля та оцінка можливостей для масштабного комерційного виробництва.