Инженеры колледжа «Merco Schlenk» в Индии создали новый тип бетона — он прочнее обычного и при этом захватывает углекислый газ из атмосферы. Исследователи разработали его как возможный способ сделать строительные материалы более экологичными за счет снижения использования ископаемого топлива и производства цемента.

Команда специалистов сосредоточилась на двух природных добавках. Одной был цеолит — высокопористый минерал, другой — бамбуковый биоуголь. Оба обладают большим объемом пор и высокой удельной поверхностью — свойствами, которые делают их хорошо подходящими для захвата молекул газа.

Исследователи протестировали несколько версий бетона класса M35, который обычно используется в инфраструктуре, рассчитанной на умеренный трафик. Они заменили мелкий заполнитель цеолитом на уровне 25% и 50%. Они также заменили цемент бамбуковым биоуглем в концентрациях 0,5%, 1% и 1,5%.

Каждая формула была протестирована на несколько важных свойств, включая прочность на сжатие, прочность на растяжение при раскалывании, водопоглощение и ударопрочность. Исследователи искали смесь, которая могла бы поглощать больше CO₂, не ослабляя бетон. В идеале они хотели, чтобы материал одновременно становился прочнее.

Одна комбинация выделялась среди остальных. Смесь, содержащая 50% цеолита и 1% бамбукового биоугля (названная ZB5), показала лучшие характеристики. Ее прочность на сжатие достигла 38,49 МПа, что примерно на 7,48% выше, чем у обычного бетона. Ее прочность на растяжение при раскалывании достигла 4,39 МПа — улучшение на 15% по сравнению со стандартной смесью.

Исследователи приписывают дополнительную прочность взаимодействию между алюмосиликатной структурой цеолита и твердостью бамбукового биоугля. Вместе эти материалы, по-видимому, создают более плотную и долговечную цементную матрицу.

Прочность была лишь частью результата. Смесь ZB5 также продемонстрировала способность поглощать углекислый газ. Когда бетон помещали в камеру карбонизации, он захватывал 1,2 грамма CO₂ в день. За семь дней газ проник в материал на 15 мм.

Исследователи связали это поглощение углерода с микропористой структурой цеолита и высоким содержанием углерода в бамбуковом биоугле. Комбинируя эти свойства, бетон может служить как конструкционный материал и как среда для захвата атмосферного CO₂.

Результаты испытаний указывают на возможный новый подход к разработке углеродно-нейтральных строительных материалов. Бетон, изготовленный по формуле ZB5, мог бы быть особенно полезен в местах, где концентрации CO₂ относительно высоки.

Ранее ученые сделали бетон из человеческих фекалий — он оказался на 42% прочнее.