Бетон із біовугіллям із людських відходів став на 42% міцнішим на вигин
·
09.09.2026 12:11
·
2 хвилини читання
Індійські дослідники довели, що термічно перероблений осад стічних вод здатен суттєво покращити характеристики будівельних сумішей. Часткова заміна портландцементу біовугіллям із знезараженого каналізаційного шламу збільшила міцність бетону на вигин на 42%, а на стиск — на 21%. Результати експерименту опубліковані в науковому журналі Scientific Reports.
Піроліз за 450 °C і мікроструктурний ефект
Вірусні повідомлення в соцмережах про «зміцнення бетону фекаліями» спотворюють суть процесу: сирі нечистоти на будівельні майданчики ніхто не завозить. Учені брали твердий осад з очисних споруд міста Варангал, висушували його та піддавали піролізу — безкисневому високотемпературному нагріванню за температури 350–450 °C. У результаті біологічна маса перетворилася на стерильний пористий вуглецевий порошок, багатий на кремній.
Отримане біовугілля додавали в стандартний портландцемент у пропорціях 5%, 10% і 15%. Найкращий результат показав склад із 10-відсотковим заміщенням: через 91 день контрольні зразки продемонстрували приріст міцності на стиск на 21% і на вигин на 42%. При підвищенні частки вугілля до 15% властивості матеріалу починали падати через зниження однорідності суміші.
Як зазначає видання ScienceAlert, зміцнення бетону зумовлене трьома чинниками:
- Внутрішня гідратація: пористі гранули біовугілля акумулюють воду під час замішування та повільно віддають вологу в процесі схоплювання, запобігаючи появі мікротріщин;
- Пуцоланова активність: оксид кремнію в золі вступає в реакцію з гідроксидом кальцію, формуючи міцний гідратний гель;
- Щільність матриці: пилоподібні частинки надійно запечатують порожнини, знижуючи водопоглинання готового моноліту.
Екологічний потенціал і перевірка морозостійкості
Розробка відкриває шлях до вирішення одразу двох екологічних проблем: перероблення осадів стічних вод, що накопичуються, та скорочення витрат традиційного цементу, чиє виробництво формує близько 8% світових викидів вуглекислого газу.
Однак до практичного застосування суміші в будівництві належить вирішити прикладні інженерні питання. Ученим належить оцінити рентабельність та енергоємність самого процесу піролізу, а також перевірити стійкість нового бетону до циклів замерзання-відтавання, впливу дорожніх солей і ризику довготривалого вимивання важких металів, які можуть бути присутні в осаді міських стоків.
