Исследователи из инженерного колледжа Mepco Schlenk в Индии разработали бетонную смесь, которая оказалась прочнее обычного бетона и поглощала больше углекислого газа в условиях ускоренной карбонизации. Результаты опубликованы в журнале Carbon Research.
Учёные использовали две добавки: цеолит, пористый алюмосиликатный минерал, и бамбуковый биоуголь, богатый углеродом пористый материал. Исследователи испытывали бетон марки M35, в котором 25% или 50% мелкого заполнителя заменяли цеолитом. Кроме того, бамбуковым биоуглём заменяли 0,5%, 1% или 1,5% цемента.
Каждый вариант проверяли на прочность при сжатии, прочность при раскалывании, водопоглощение, ударную прочность и способность поглощать углекислый газ. Лучшее сочетание свойств показала смесь ZB5, в которой 50% мелкого заполнителя заменили цеолитом, а 1% цемента — бамбуковым биоуглём. Через 28 дней её прочность при сжатии достигла 38,49 МПа, что на 7,48% выше показателя обычного бетона. Прочность при раскалывании составила 4,39 МПа, на 15% выше контрольной смеси. При увеличении доли биоугля более чем до 1% прочность снижалась, тогда как увеличение содержания цеолита с 25% до 50% в целом улучшало механические характеристики.
Исследователи также проверили способность бетона к карбонизации. В одном эксперименте бетонные кубы помещали в герметичную камеру, куда подавали углекислый газ, а его поглощение определяли титрованием. За 24 часа смесь ZB5 поглотила около 1,2 г CO₂.
В отдельном испытании ускоренной карбонизации образцы выдерживали при концентрации CO₂ 4%, температуре 40 °C и относительной влажности 20%. Через семь дней глубина карбонизации бетона ZB5 достигла примерно 15 мм.
Таким образом, эксперименты показывают, что бетон с цеолитом и биоуглём способен поглощать повышенное количество CO₂ в лабораторной среде с высокой концентрацией газа. Правда, из этого не следует, что такой бетон будет поглощать 1,2 г CO₂ в сутки из обычного атмосферного воздуха, где концентрация углекислого газа намного ниже.
Исследователи предлагают использовать такой материал, например, для дорожных покрытий, парапетов и конструкций в местах с повышенной концентрацией CO₂. Однако перед тем как говорить об «углеродно‑нейтральном бетоне», необходимо проверить его долговечность, скорость поглощения CO₂ в реальных условиях и полный углеродный след производства материала.
Источник: habr.com