Замена части цемента порошком из переработанных фекальных осадков позволяет получить более прочный бетон. К такому выводу пришли исследователи Университета Манипал в Джайпуре под руководством инженера Рагувеша Тивари. Данную информацию сообщает портал Обозрение.
Статья об открытии вышла 5 сентября в журнале Scientific Reports, издаваемом Nature Group. Для изготовления добавки использовался осадок с очистных сооружений города Варангал в штате Телангана. Сырьё высушивают, нагревают в бескислородной среде до 350–450°C и перемалывают в тонкий порошок биоугля, который замещает от 5 до 15% цемента.
Лучший результат показал образец с 10% биоугля: через 91 день прочность на сжатие выросла на 21%, на изгиб — на 42% в сравнении с контрольным раствором. При пятипроцентной замене прирост составил 20% и 36% соответственно. Увеличение доли до 15% оказалось вредным — в структуре появились поры, трещины и участки слабого сцепления.
Эффект объясняется пористой структурой биоугля, удерживающего воду и продлевающего гидратацию цемента. Кремнезём в порошке вступает в реакцию с гидроксидом кальция, а мелкие частицы заполняют микропустоты и уплотняют материал. Как следствие, содержание тяжёлых металлов в готовых образцах снизилось, что уменьшило бы риск их выщелачивания в почву.
Авторы подчёркивают, что до внедрения разработки в практику ещё далеко: требуется изучить поведение бетона при замораживании-оттаивании, воздействии солей и высоких температур. Тем не менее технология может уменьшить экологический ущерб от производства цемента, которое сегодня даёт 5–7% мировых выбросов углекислого газа.