Возможно ли сделать бетон более прочным, используя человеческие отходы? Если это осуществимо, это может стать потенциальным способом снижения потребления цемента и управления бытовыми отходами. Однако пока неясно, готов ли этот метод для использования в реальных строительных объектах, таких как здания, дороги и мосты, поскольку требуются дополнительные испытания.
Чтобы понять научную основу этого процесса — от биоугля, полученного из человеческих отходов, до устойчивого строительства и экологичных строительных материалов, — была проведена серия исследований.
Согласно отчету Lallan Top, специалисты из Департамента гражданского строительства Университета Манипал в Джайпуре провели исследование, в ходе которого из человеческих отходов был создан биоуголь. Когда исследователи частично заменили цемент этим материалом в бетоне, они получили поразительные результаты.
Было обнаружено, что добавление 5% биоугля значительно улучшило как компрессионную, так и флексуральную прочность бетона. Ежедневно в Индии генерируется более ста пятидесяти тысяч тонн фекального осадка из человеческих отходов, который невозможно полностью очистить, что приводит к загрязнению воды и воздуха.
Исследователи использовали фекальный осадок из установки по очистке человеческих отходов в Варангале. Этот биоуголь производится путем сушки человеческих экскрементов и последующего сжигания при температуре 400–500 градусов Цельсия в условиях низкой концентрации кислорода.
При добавлении этого биоугля в бетон вместо цемента в количестве 5 или 10 процентов было установлено, что бетон, содержащий биоуголь из человеческих отходов, оказался прочнее бетона, изготовленного из цемента. Он продемонстрировал на 20% большую компрессионную прочность и на 36% большую флексуральную прочность. Это означает, что такой бетон мог выдерживать бо́льшую нагрузку и меньше подвержен разрушению при изгибе.
Когда процентное содержание биоугля увеличили с 5% до 10%, прочность материала возросла еще больше. Частицы биоугля обладают значительным количеством пор, способных удерживать воду. Вода поддерживает химические реакции, делая бетон еще более прочным. Кроме того, присутствующий в нем кремнезем способствует образованию силиката кальция, что придает дополнительную прочность. Эти частицы очень мелкие и хорошо смешиваются с бетоном.
Несмотря на эти впечатляющие результаты, важно понимать, что данный материал был протестирован только в лабораторных условиях. Требуется проведение множества дальнейших исследований, а также разработка методов для его практического внедрения.
Поскольку здания подвергаются различным видам нагрузки, перед использованием в строительстве материал должен пройти множество проверок. Если его действительно смогут превратить в практичный строительный материал, это может кардинально изменить подход к обеспечению прочности жилых домов.
