Ученые из Сингапура нашли способ создания экологичного строительного материала из отходов. Он более экологичный и устойчивый по сравнению с обычным цементом. Результаты исследования опубликованы в Journal of Environmental Chemical Engineering.

Для создания биоцемента ученые взяли два типа отходов: промышленный карбидный шлам, являющийся отходом от производства газообразного ацетилена, и мочевины, содержащейся в моче млекопитающих. Вначале карбидный шлам обрабатывается кислотой для получения растворимого кальция. Затем к нему добавляют мочевину для образования цементирующего раствора. После чего команда добавляет в полученную смесь бактериальную культуру. Бактерии из культуры расщепляют мочевину в растворе и образовывают ионы карбоната. Полученные ионы реагируют с ионами кальция в процессе, называемом микробно-индуцированным осаждением кальцита (MICP). В результате этой реакции образуется карбонат кальция, твердый материал, который содержится в меле, известняке и мраморе.

«Биоцемент является устойчивой и возобновляемой альтернативой традиционному цементу и имеет большой потенциал для использования в строительных проектах, — говорит профессор Чу, один из ученых. — Наше исследование делает биоцемент еще более устойчивым за счет использования в качестве сырья двух типов отходов. В долгосрочной перспективе это не только удешевит производство биоцемента, но и снизит затраты на утилизацию отходов».

Процесс производства биоцемента требует меньше энергии и генерирует меньше выбросов углерода по сравнению с традиционными методами производства цемента.

«Одной частью процесса производства цемента является сжигание сырья при очень высоких температурах, превышающих 1 000 °C, с образованием клинкеров — связующего вещества для цемента. В ходе этого процесса образуется много углекислого газа, — говорит профессор Чу. — Однако наш биоцемент производится при комнатной температуре без сжигания чего-либо, и, таким образом, это более экологичный, менее энергозатратный и углеродно-нейтральный процесс».

Еще одним преимуществом метода команды NTU при составлении биоцемента является то, что и бактериальная культура, и цементирующий раствор бесцветны. При нанесении на почву, песок или камень сохраняется их первоначальный цвет. Это делает его полезным для восстановления старых каменных памятников и артефактов.

Так ученые использовали биоцемент для ремонта старых памятников Будды в Китае. Биоцемент можно использовать для герметизации щелей в треснувших памятниках, а также для восстановления отломанных частей, таких как пальцы рук Будды. Поскольку раствор бесцветный, памятники сохраняют свой первоначальный цвет, сохраняя реставрационные работы верными истории.

В настоящее время команда испытывает свою разработку в парке Восточного побережья, используя его для укрепления песка на пляже. Эксперимент показал, что в результате распыления раствора биоцемента поверх песка образуется твердая корка, предотвращающая вымывание песка в море.