Бетон — один из ключевых строительных материалов современности.
Специалисты Инженерного колледжа Мепко Шленк в Индии под руководством Сринивасан Ревати разработали перспективный способ сделать строительные материалы полезными для окружающей среды. Их подход нацелен на решение серьезной экологической проблемы: роста уровня CO2 в атмосфере, который в значительной степени обусловлен использованием ископаемого топлива и производством цемента.
Ученые сосредоточились на двух натуральных добавках: цеолите — высокопористом минерале, и биоугле из бамбука — материале, богатом углеродом. Оба обладают большим объемом пор и высокой удельной площадью поверхности — свойствами, которые позволяют частицам эффективно улавливать молекулы углекислого газа.
Авторы исследования протестировали несколько версий бетона марки M35, который обычно используется в инфраструктуре, рассчитанной на умеренную нагрузку. Они заменяли мелкий заполнитель (песок) цеолитом на 25% и 50%, а также замещали цемент биоуглем из бамбука в концентрациях 0,5%, 1% и 1,5%. Каждый состав тестировали на прочность при сжатии, растяжении, а также оценивали его водопоглощение и ударную стойкость.
Одна комбинация выделялась среди остальных. Смесь, содержащая 50% цеолита и 1% биоугля из бамбука, получившая обозначение ZB5, показала лучшие общие результаты. Ее прочность на сжатие достигла 38,49 МПа — примерно на 7,48% выше, чем у обычного бетона. Прочность при растяжении составила 4,39 МПа, что на 15% превышает стандартную смесь.
Замена в растворе части песка целолитом, а части цемента — бамбуковым углем, делает состав способным поглощать углекислый газ из воздуха.Ученые связывают повышенную прочность с взаимодействием алюмосиликатной структуры цеолита и твердости биоугля из бамбука. Вместе эти материалы, очевидно, создают более плотную и долговечную цементную матрицу.
Но прочность — лишь часть результата. Смесь ZB5 также продемонстрировала способность поглощать углекислый газ. В карбонизационной камере бетон улавливал 1,2 грамма CO2 в день. За семь дней газ проникал в материал на 15 мм. Специалисты связали это поглощение углерода с микропористой структурой цеолита и высоким содержанием углерода в биоугле из бамбука.
«Наша работа демонстрирует подход с двойной выгодой, — комментирует Сринивасан Ревати. — Мы не просто создаем более прочный бетон, мы превращаем обычный строительный материал в активный инструмент для восстановления окружающей среды. Интегрируя в бетон цеолит и биоуголь из бамбука, мы можем строить конструкции, которые будут не только прочными, но и станут активно очищать воздух от избытка углекислого газа».
Ранее ученые создали краску, которая охлаждает стены на 25 °C.
Источник новости: hi-tech.mail.ru
