Inžinieri vyvinuli výrazne pevnejší betón primiešaním ľudských exkrementov

KĽÚČOVÉ ZISTENIA:

• Nahradením časti cementu biouhlím z ľudských výkalov sa zvyšuje pevnosť betónu.

• Zmes s podielom 10 % biouhlia vykazuje nárast pevnosti v ohybe o 42 %.

• Zavedenie tejto metódy môže výrazne znížiť environmentálnu záťaž stavebníctva.

Betón predstavuje základný stavebný kameň modernej civilizácie a využíva sa takmer v každom stavebnom projekte. Výroba jeho hlavnej zložky, ktorou je cement, však predstavuje obrovskú environmentálnu záťaž. Spracovanie vápenca na cement produkuje extrémne množstvá emisií oxidu uhličitého v celosvetovom meradle.

Zdroj foto: Tiwari et al., Sci. Rep., 2026

Tím pod vedením inžiniera Raghuvesha Tiwariho z Indie preto hľadal udržateľnejšiu alternatívu k tradičným zmesiam. Rozhodli sa otestovať biouhlie, ktoré vzniklo tepelným spracovaním kalu z čistiarní odpadových vôd. Človek denne vyprodukuje približne 400 g biologického odpadu, čo v globálnom meradle predstavuje obrovský nevyužitý potenciál.

Zdroj foto: Tiwari et al., Sci. Rep., 2026

Fekálny kal sa v čistiarni najprv vysuší a následne zahrieva v prostredí s nízkym obsahom kyslíka. Tento proces, známy ako pyrolýza, prebieha pri teplotách od 350 do 450 °C. Výsledný produkt sa následne pomelie a preoseje na jemný čierny prášok bohatý na uhlík. Výskumníci tento prášok použili na nahradenie 5, 10 a 15 % klasického cementu v betónovej zmesi. Výsledky testovania ukázali, že prítomnosť biouhlia vlastnosti betónu prekvapivo vylepšila.

Zdroj foto: Tiwari et al., Sci. Rep., 2026

Tento upravený materiál preukázal schopnosť naďalej získavať výraznú pevnosť aj počas postupného vytvrdzovania. Pri použití 5 % biouhlia zaznamenali inžinieri po 91 dňoch nárast pevnosti v tlaku o 20 %. Ešte lepšie výsledky priniesla zmes s podielom 10 % náhrady cementu. V tomto prípade stúpla pevnosť v tlaku o 21 % a pevnosť v ohybe sa zvýšila až o 42 %. Zvýšená odolnosť materiálu má hneď niekoľko vedeckých vysvetlení.

Zdroj foto: Tiwari et al., Sci. Rep., 2026

Biouhlie je vysoko pórovité, takže jeho mikroskopické dutiny fungujú ako vnútorné zásobníky na vodu. Vlhkosť sa postupne uvoľňuje počas tvrdnutia, čo zaisťuje lepšie podmienky pre nevyhnutné chemické reakcie. Materiál je zároveň bohatý na oxid kremičitý, ktorý reaguje so zlúčeninami z cementu za vzniku pevných kremičitanov vápenatých. Pri zvýšení podielu biouhlia na 15 % sa však už štruktúra betónu začala zhoršovať a tvorili sa v nej trhliny.

PREČO JE TO DÔLEŽITÉ: Využitie bežného biologického odpadu v stavebníctve dokáže zlepšiť štrukturálne vlastnosti stavieb a súčasne výrazne zredukovať množstvo produkovaných skleníkových plynov.

Zdroj: sciencealert.com foto: ChatGPT