Naukowcy z Mepco Schlenk Engineering College w Indiach opracowali nową mieszankę jako potencjalny sposób na zwiększenie zrównoważonego charakteru materiałów budowlanych – informuje portal ScienceDaily. Rozwiązanie ma pomóc w ograniczaniu jednego z największych problemów środowiskowych, jakim jest rosnące stężenie CO2 w atmosferze.
Zeolit i biowęgiel bambusowy wzmacniają beton
Zespół kierowany przez Srinivasan Revathi skoncentrował się na dwóch naturalnych dodatkach. Pierwszym był zeolit – minerał o bardzo porowatej strukturze, drugim zaś biowęgiel bambusowy, czyli materiał o wysokiej zawartości węgla. Oba charakteryzują się dużą objętością porów oraz wysoką powierzchnią właściwą, dzięki czemu dobrze nadają się do wychwytywania cząsteczek gazów.
Czytaj więcej
Firma Stardust Solutions pozyskała 75 mln dol. na technologię sztucznego przyciemniania Słońca za pomocą mikrocząstek. Projekt ma obniżyć globalną...
Naukowcy przetestowali kilka wariantów betonu klasy M35, powszechnie stosowanego w infrastrukturze narażonej na umiarkowane obciążenia. Drobne kruszywo zastępowano zeolitem w proporcji 25 proc. lub 50 proc., natomiast cement częściowo zastępowano biowęglem bambusowym w ilości 0,5 proc., 1 proc. oraz 1,5 proc. – pisze portal.
Każdy wariant mieszanki badano pod kątem kilku kluczowych właściwości, w tym wytrzymałości na ściskanie, wytrzymałości na rozciąganie przy rozłupywaniu, nasiąkliwości oraz odporności na uderzenia. Naukowcy poszukiwali składu, który pozwalałby pochłaniać większe ilości CO2 bez pogorszenia parametrów betonu. Optymalny wariant miał być jednocześnie bardziej wytrzymały od tradycyjnego materiału.
Jedna z mieszanek wyraźnie wyróżniła się na tle pozostałych. Beton zawierający 50 proc. zeolitu i 1 proc. biowęgla bambusowego, oznaczony symbolem ZB5, osiągnął najlepsze wyniki. Jego wytrzymałość na ściskanie wyniosła 38,49 MPa, czyli była o około 7,48 proc. wyższa niż w przypadku tradycyjnego betonu. Wytrzymałość na rozciąganie przy rozłupywaniu osiągnęła natomiast 4,39 MPa, co oznacza poprawę o 15 proc. w porównaniu ze standardową mieszanką.
Czytaj więcej
Z nowego raportu „Planetary Health Check 2026” wynika, że przekroczyliśmy już 7 z 9 granic planetarnych. Naukowcy alarmują: globalne ocieplenie gwa...
Zdaniem naukowców wzrost wytrzymałości wynika z oddziaływania między glinokrzemianową strukturą zeolitu a właściwościami biowęgla bambusowego. Połączenie obu materiałów prowadzi prawdopodobnie do powstania bardziej zwartej i trwałej matrycy cementowej – pisze ScienceDaily.
Nowy beton pochłania dwutlenek węgla z powietrza
Większa wytrzymałość to jednak tylko jedna z zalet nowej mieszanki. Beton ZB5 wykazał również zdolność pochłaniania dwutlenku węgla. Po umieszczeniu materiału w komorze karbonatyzacyjnej beton pochłaniał 1,2 grama CO2 dziennie. W ciągu siedmiu dni dwutlenek węgla przeniknął w głąb materiału na 15 mm.
Naukowcy wiążą tę właściwość z mikroporowatą strukturą zeolitu oraz wysoką zawartością węgla w biowęglu bambusowym. Dzięki połączeniu tych cech beton może pełnić jednocześnie funkcję materiału konstrukcyjnego oraz materiału zdolnego do wychwytywania CO2 z otoczenia.
Czytaj więcej
Niedaleko stolicy Islandii Reykjaviku działa pierwsza na świecie fabryka, które nie emituje, ale wyłapuje CO2 z powietrza. Ma być ratunkiem na zmia...
ScienceDaily pisze, że wyniki badań wskazują na możliwość stworzenia nowego rodzaju materiałów budowlanych, które mogłyby ograniczać ślad węglowy budownictwa. Beton wykonany według receptury ZB5 mógłby być szczególnie przydatny w miejscach, w których stężenie CO2 jest stosunkowo wysokie.
Potencjalne zastosowania obejmują betonowe nawierzchnie, bariery i ściany przy autostradach oraz rurociągi kanalizacyjne. Konstrukcje te mogłyby nadal pełnić swoje tradycyjne funkcje techniczne, a jednocześnie pochłaniać część dwutlenku węgla z otoczenia.
Beton pochłaniający CO2 wymaga dalszych badań
Naukowcy zastrzegają jednak, że badania mają na razie charakter koncepcyjny i przed szerszym zastosowaniem materiału konieczne będą dalsze testy.
W kolejnych badaniach zamierzają sprawdzić, jak beton zachowuje się w dłuższym okresie, a przede wszystkim czy zachowuje trwałość i zdolność pochłaniania CO2.
Planują również przetestować inne rodzaje biowęgla, zbadać właściwości mieszanki w różnych klasach betonu i zapraw oraz sprawdzić, czy wcześniejsze namoczenie biowęgla może jeszcze poprawić parametry materiału.
Eksperymenty mają pomóc ustalić, czy technologię można zastosować na większą skalę w budownictwie komercyjnym i przemyśle. Jeśli wyniki dalszych badań będą pozytywne, rozwiązanie może pozwolić na tworzenie bardziej wytrzymałej infrastruktury, a jednocześnie ograniczyć część negatywnego wpływu budownictwa na środowisko.
