Производство традиционного портландцемента является одним из основных источников выбросов парниковых газов, поскольку его ингредиенты приходится нагревать до очень высоких температур. Однако это не относится к новому биоцементу, в составе которого также используются отходы производства.

 Доктор Ву Шифан (слева) и профессор Чу Цзянь с образцами биоцемента. Наньянский технологический университет

Разработанный в сингапурском Наньянгском технологическом университете биоцемент состоит из двух основных веществ - промышленного карбидного шлама, который является побочным продуктом при производстве ацетиленового газа, и мочевины, получаемой из мочи млекопитающих, включая людей, коров и свиней.

Первоначально шламы обрабатываются кислотой, в результате чего из них выделяется растворимые ионы кальция. Далее к кальцию добавляется мочевина, в результате чего образуется цементирующий раствор. В этот раствор добавляются специальные бактерии, которые расщепляют мочевину с образованием карбонатных ионов.

В следующем процессе, называемом "микробно-индуцированным осаждением кальцита", карбонатные ионы CO3 вступают в реакцию с растворимыми ионами кальция Ca, образуя твердый, прочный карбонат кальция CaCO3. Когда в процессе реакции данная смесь соединяется с песком или глиной, карбонат кальция связывает частицы между собой заполняя пространство между ними.

Древняя статуя руки Будды, до и после реконструкции с помощью биоцемента. Наньянский технологический университет

В результате получается прочный материала, который устойчив к просачиванию воды. Его цвет соответствует цвету исходного песка или грунта. Более того, весь процесс производства происходит при комнатной температуре.

Возможные области применения биоцемента включают укрепление грунта на строительных площадках, уменьшение эрозии пляжей (за счет образования твердого панциря поверх песка) и строительство пресноводных водохранилищ. Материал уже успешно использовался для заполнения трещин и восстановления поврежденных фрагментов каменных памятников.

Статья об исследовании, которым руководят профессор Чу Цзянь и доктор Янг Янг, была недавно опубликована в журнале Journal of Environmental Chemical Engineering.

Источники: Наньянский технологический университет, Journal of Environmental Chemical Engineering

(https://www3.ntu.edu.sg/CorpComms2/research%20papers/Biocement.pdf) (https://www.ntu.edu.sg/news/detail/urine-bacteria-and-calcium-a-green-and-simple-recipe-for-biocement)