Замена части цемента переработанным осадком очистных сооружений неожиданно улучшила характеристики бетона. В одном из экспериментов его сопротивление изгибу оказалось на 42% выше, чем у обычного состава. При этом речь идет не о непосредственном добавлении человеческих фекалий в строительную смесь.
Исходные отходы подвергали термической переработке без полноценного доступа кислорода. При температуре порядка 350-450 градусов органическое сырье превращалось в биоуголь, который после измельчения использовали вместо небольшой доли цемента.
Лучший результат по сопротивлению изгибу получили, когда биоуглем заменили 10% цемента. Через 91 день этот показатель превосходил контрольный примерно на 42%, а прочность при сжатии – на 21%. При пятипроцентной замене прирост составил соответственно около 36 и 20%.
Однако больше такой добавки – не значит лучше. Когда долю довели до 15%, преимущества начали исчезать: в бетоне увеличивалась пористость и ухудшалась связь между элементами его структуры.
Одна из причин необычного эффекта заключается в способности биоугля работать своеобразным внутренним резервуаром воды. Его пористые частицы удерживают влагу и постепенно отдают ее по мере твердения цемента. Одновременно измельченный материал занимает микроскопические пустоты, делая структуру бетона плотнее. Свою роль, предположительно, играет и присутствующий в добавке кремнезем.
Практический интерес к технологии связан сразу с двумя проблемами. Очистным сооружениям необходимо утилизировать образующийся осадок, а строительная отрасль заинтересована в сокращении расхода энергоемкого цемента. Переработка отходов в биоуголь потенциально позволяет совместить эти задачи.
Но экспериментальный материал пока нельзя считать готовым решением для строительства. Его еще предстоит испытать на долговечность, морозостойкость и устойчивость к солям и температурным перепадам. Особое внимание ученые должны уделить тяжелым металлам, которые могут содержаться в осадке: необходимо убедиться, что они остаются связанными внутри материала и не вымываются в окружающую среду.
