Исследователи из Индии разработали бетон, который превосходит обычный по прочности и способен поглощать углекислый газ из воздуха. Результаты работы опубликованы в журнале Carbon Research. Учёные считают, что добавление природных материалов может расширить назначение бетона и превратить его не только в строительный, но и в средство удаления CO2 из окружающей среды.
Разработкой занималась команда Инженерного колледжа Mepco Schlenk под руководством Сринивасана Ревати. В состав смеси включили цеолит — пористый минерал, — и бамбуковый биоуголь, богатый углеродом. Большой объём пор и развитая удельная поверхность этих материалов позволяют им удерживать молекулы газа.
Для эксперимента использовали бетон марки M35, применяемый в инфраструктуре с умеренной транспортной нагрузкой. Цеолитом заменяли мелкий заполнитель в доле 25% или 50%, а бамбуковым биоуглём — цемент в концентрации 0,5%, 1% или 1,5%. Образцы проверяли на прочность при сжатии, раскалывании и растяжении, водопоглощение и устойчивость к ударным нагрузкам.
Лучший результат показал состав с 50% цеолита и 1% бамбукового биоугля, получивший обозначение ZB5. Его прочность при сжатии достигла 38,49 МПа, что на 7,48% выше показателя обычного бетона. Прочность при раскалывании составила 4,39 МПа, превысив стандартное значение на 15%; исследователи связывают это с взаимодействием алюмосиликатной структуры цеолита и твёрдостью биоугля, которые формируют более плотную цементную матрицу.
Испытания в камере карбонизации показали, что ZB5 поглощал 1,2 грамма CO2 в сутки. За семь дней газ проникал в бетон на глубину 15 миллиметров. «Наша работа демонстрирует подход с двойной пользой. Мы не просто создаём более прочный бетон, а превращаем распространённый строительный материал в активный инструмент восстановления окружающей среды. Благодаря цеолиту и бамбуковому биоуглю можно строить прочные сооружения, которые одновременно очищают воздух от избытка углекислого газа, прокладывая путь к действительно устойчивой инфраструктуре в районах с высокими выбросами, таких как городские дороги и промышленные зоны», — заявил соответствующий автор исследования Сринивасан Ревати, сотрудник кафедры гражданского строительства.
Авторы рассматривают состав как возможную основу для углеродно-нейтральных строительных материалов. Его потенциальными сферами применения могут стать бетонные покрытия, ограждения вдоль автомагистралей и канализационные трубопроводы, однако пока разработка остаётся подтверждением концепции. В дальнейшем учёные намерены проверить долговечность бетона и сохранение способности поглощать CO2, испытать другие виды биоугля, разные марки бетона и раствора, а также изучить эффект предварительного замачивания биоугля.