Экскременты помогли сделать бетон прочнее

Важный момент: добавлять слишком много нового ингредиента не надо.

Возможно, цемент в бетоне стоит частично заменить на биоуголь, полученный из фекалий и других человеческих отходов. К такому выводу пришли индийские ученые из Manipal Academy of Higher Education.

В ходе своих опытов ученые пытались найти достойную замену для цемента. Дело в том, что его производство сопровождается большими выбросами углекислого газа. Биоуголь оказался неожиданно хорошей заменой.

Исследователи использовали материал с очистных сооружений: остаток сушили, а затем нагревали при температуре 350-450 градусов Цельсия в среде с низким содержанием кислорода. Полученный биоуголь измельчали до порошка и вводили в бетон вместо 5%, 10% или 15% цемента.

Лучший общий баланс характеристик показал состав с 5% биоугля: через 91 день его прочность на сжатие выросла в среднем на 20%, а на изгиб — на 36%. У смеси с 10% биоугля прирост составил 21% и 42% соответственно.

Примечательно, что бетон с 5% биоугля отличался меньшим водопоглощением, более низкой пористостью и меньшей усадкой при высыхании по сравнению с обычным составом. Ученые связывают эффект со структурой биоугля: его поры удерживают воду и постепенно высвобождают ее во время твердения, поддерживая химические реакции в цементе.

Кроме того, материал богат кремнеземом, участвующим в образовании силикатов кальция — соединений, отвечающих за прочность бетона. Интересный момент: похожими характеристиками обладает римский бетон.

В то же время увеличение доли биоугля до 15% уже ухудшало итоговые показатели. Микроскопический анализ показал больше пор и трещин. Словом, целиком заменить цемент на производные фекалий все-таки не выйдет.