Инженерлер дәстүрлі материалдарға қарағанда беріктігі жоғары және атмосферадан көмірқышқыл газын сіңіре алатын жаңа бетон түрін ойлап тапты. Carbon Research журналында жарияланған зерттеу нәтижелері көрсеткендей, белгілі бір табиғи компоненттерді қосу арқылы бетонға қосымша — қоршаған ауадан CO2-ні жоюға көмектесетін — функция беруге болады.

Жаңа бетонның құрамы мен ерекшеліктері

Бұл әзірлеме Үндістандағы Мепко Шленк инженерлік колледжінде экологиялық таза құрылыс материалдарын жасау мақсатында жүргізілді. Қоспа ретінде екі табиғи зат қолданылды: жоғары кеуектілігі бар минерал — цеолит және көміртегі мөлшері жоғары бамбук биокөмірі. Екі компонент те дамыған кеуекті құрылымға және үлкен меншікті бетке ие, бұл оларды газ молекулаларын ұстауда тиімді етеді.

Сынақ жүргізу

Эксперимент барысында орташа қозғалысқа арналған жол инфрақұрылымында қолданылатын М35 маркалы бетон қоспасының әртүрлі нұсқалары сыналды. Цеолит ұсақ толтырғыштың орнына 25% және 50% мөлшерде, ал бамбук биокөмірі цементтің орнына 0,5%, 1% және 1,5% концентрацияда қосылды. Әр формула келесі сипаттамалар бойынша бағаланды: қысу беріктігі, жарылу беріктігі, су сіңіргіштігі және соққыға төзімділігі. Мақсат — беріктігін төмендетпей, тіпті арттыра отырып, көбірек CO2 сіңіре алатын қоспа алу болды.

Сынақ нәтижелері

Ең тиімді қоспа 50% цеолит пен 1% бамбук биокөмірінен (ZB5 деп аталады) тұрды. Оның қысу беріктігі 38,49 МПа-ға жетіп, кәдімгі бетоннан 7,48% жоғары болды, ал жарылу беріктігі 4,39 МПа-ға жетіп, стандартты қоспадан 15% артық болды. Бұл беріктіктің артуы цеолиттің алюмосиликат құрылымы мен биокөмірдің қаттылығының өзара әрекеттесуіне байланысты, нәтижесінде тығыз әрі ұзаққа шыдайтын цемент матрицасы түзіледі.

CO2 сіңіру қабілеті

ZB5 қоспасы көмірқышқыл газын сіңіру қабілетін де көрсетті. Карбонизация камерасында бетон тәулігіне 1,2 грамм CO2 сіңірді, ал жеті күн ішінде газ материалға 15 мм тереңдікке дейін енді. Бұл әсер цеолиттің микрокеуекті құрылымы мен биокөмірдегі көміртегі мөлшерінің жоғары болуымен түсіндіріледі, бұл бетонға құрылыс функцияларымен қатар атмосфералық CO2-ні сіңіруге мүмкіндік береді.

Қолдану перспективалары

Нәтижелер көміртегі ізі аз құрылыс материалдарын жасау мүмкіндігін көрсетеді. ZB5 формулалы бетон CO2 концентрациясы жоғары аймақтарда, мысалы, жол жабындарында, автомагистральдардың қоршау қабырғаларында және кәріз құбырларында ерекше пайдалы болуы мүмкін. Мұндай құрылымдар өздерінің дәстүрлі инженерлік міндеттерін атқара отырып, қоршаған ортадағы көмірқышқыл газының мөлшерін азайтуға да ықпал ете алады.

Болашақ зерттеулер

Қазіргі уақытта технология концепция деңгейінде және кеңінен енгізу үшін қосымша сынақтарды қажет етеді. Алдағы зерттеулерде бетонның ұзақ мерзімді мінез-құлқы, оның беріктігі мен CO2 сіңіру қабілеті, сондай-ақ басқа биокөмір түрлері мен әртүрлі маркалы бетон мен ерітінділер сыналады. Сонымен қатар, биокөмірді алдын ала сулау материалдың тиімділігін арттыра ала ма, соны зерттеу жоспарлануда. Бұл тәжірибелер технологияны коммерциялық және өнеркәсіптік ауқымда қолдану мүмкіндігін анықтауға көмектеседі. Егер сәтті болса, құрылыс саласы қоршаған ортаға әсері аз, берік инфрақұрылым жасай алады.