Инженерно-строительная группа из Университета Манипал в Джайпуре (Индия) совместно с американскими коллегами из Луизианского технологического университета разработала революционную технологию производства сверхпрочного бетона. Ученые научились перерабатывать человеческий фекальный осадок в углеродистый биоуголь и использовать его в качестве добавки к строительным смесям. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Scientific Reports.
В ходе экспериментов исследователи забирали сырье на очистных сооружениях города Варангал. Чтобы полностью уничтожить опасные патогены и бактерии, фекальный шлам высушивали и подвергали пиролизу — нагреванию без доступа кислорода при температуре до 450 °C. Полученный безопасный биоуголь перемалывали в порошок и заменяли им часть сухого цемента в бетонной смеси.
Наилучшие результаты показал образец, в котором 10% цемента заменили фекальным биоуглем. Спустя три месяца тестов выяснилось, что:
-
Прочность материала на изгиб выросла на 42% по сравнению с классическим бетоном.
-
Прочность на сжатие увеличилась на 21%.
Ученые объясняют этот феномен уникальной пористой структурой биоугля. Он работает как микрогубка, которая удерживает влагу и медленно отдает её в процессе затвердевания, обеспечивая идеальные условия для гидратации цемента. Кроме того, высокое содержание кремния в отходах делает химические связи внутри материала плотнее.
Новая технология способна решить сразу две глобальные проблемы: утилизацию огромных объемов сточных вод в развивающихся странах и сокращение выбросов углекислого газа, ведь на долю мирового производства цемента сейчас приходится около 8% всех выбросов CO₂. При этом авторы разработки подчеркивают, что материал абсолютно безопасен — тяжелые металлы из отходов надежно блокируются внутри кристаллической решетки бетона и не вымываются наружу.
До массового строительства «фекальных домов» дело пока не дошло. Сейчас материал проходит финальную серию лабораторных испытаний на долговечность, устойчивость к морозам и воздействию агрессивной внешней среды.
