Mowa tu konkretnie o ludzkich odchodach, bo zespół kierowany przez inżyniera Raghuvesha Tivariego z Manipal University Jaipur wykorzystał osady ściekowe. Materiał został pobrany z oczyszczalni w Warangalu, a następnie poddany pirolizie, czyli ogrzewaniu przy ograniczonym dostępie tlenu.
W temperaturze 350-450 stopni Celsjusza osad przekształcono w biochar (biowęgiel), który po zmieleniu i przesianiu wykorzystano do zastąpienia części cementu w mieszance betonowej. Następnie naukowcy sprawdzili trzy warianty nowego materiału, tj. z podmianą 5 proc., 10 proc. i 15 proc. cementu.
Niewielka ilość "odpadu" poprawiła beton
Wyniki okazały się zaskakujące, bo beton już z 5-procentowym dodatkiem biocharu osiągał bardzo dobre parametry, a podczas 91-dniowego dojrzewania jego wytrzymałość na ściskanie wzrosła średnio o około 20 proc., natomiast wytrzymałość na zginanie o 36 proc. Co więcej, charakteryzował się mniejszą nasiąkliwością, niższą porowatością i mniejszym skurczem podczas wysychania.
Jeszcze ciekawiej wypadła mieszanka zawierająca 10 proc. biocharu, gdzie po 91 dniach wzrost wynosił odpowiednio 21 proc. i aż 42 proc. Problem pojawia się jednak przy zbyt dużej ilości dodatku, ponieważ przy 15 proc. zaczęły pojawiać się większe ilości porów, pęknięć i słabiej związanych obszarów.
Zobacz również:
Dlaczego odchody wzmacniają beton?
Sekret tkwi w strukturze biocharu. Jego mikroskopijne pory działają jak niewielkie zbiorniki, zatrzymując wodę i stopniowo uwalniając ją podczas dojrzewania betonu. Dzięki temu reakcje chemiczne odpowiedzialne za jego twardnienie mogą zachodzić skuteczniej. Biowęgiel zawiera również krzemionkę, która może uczestniczyć w reakcjach pucolanowych i wspomagać powstawanie związków odpowiedzialnych za wytrzymałość cementu. Drobne cząstki biocharu dodatkowo wypełniają wolne przestrzenie w strukturze materiału.
I choć wyniki są obiecujące, na "beton z odchodów" w wieżowcach czy mostach jeszcze poczekamy. Potrzebne są badania dotyczące m.in. odporności na mróz, wysokie temperatury i zasolenie. Naukowcy muszą również sprawdzić, czy potencjalnie szkodliwe metale ciężkie obecne w osadach ściekowych pozostaną trwale uwięzione w materiale.
