印度Mepco Schlenk工程学院的研究人员开发了这种混合物，作为使建筑材料更具可持续性的一种可能途径。他们的方法针对一个重大的环境挑战：主要由化石燃料使用和水泥生产驱动的大气CO2水平上升。
由Srinivasan Revathi领导的团队专注于两种天然添加剂。一种是沸石，一种高度多孔的矿物；另一种是竹子生物炭，一种富含碳的材料。两者都具有大的孔体积和高比表面积，这些特性使它们非常适合捕获气体分子。
测试更坚固的混凝土混合物
研究人员测试了M35级混凝土的几个版本，这种混凝土通常用于设计用于中等交通量的基础设施。他们以25%和50%的水平用沸石替代细骨料。他们还以0.5%、1%和1.5%的浓度用竹子生物炭替代水泥。
每种配方都测试了几个重要性能，包括抗压强度、劈裂抗拉强度、吸水率和抗冲击性。研究人员正在寻找一种能够吸收更多CO2而不会削弱混凝土强度的混合物。理想情况下，他们希望材料同时变得更强。
有一种组合脱颖而出。含有50%沸石和1%竹子生物炭的混合物（被称为ZB5）表现出了最佳的综合性能。
其抗压强度达到38.49 MPa，比传统混凝土高约7.48%。其劈裂抗拉强度达到4.39 MPa，比标准混合物提高了15%。
研究人员将这种增加的强度归因于沸石的铝硅酸盐结构与竹子生物炭硬度之间的相互作用。这些材料结合在一起，似乎产生了一种更致密、更耐用的水泥基基质。
捕获CO2的混凝土
强度只是结果的一部分。ZB5混合物还展示了吸收二氧化碳的能力。
当混凝土被放置在碳化室内时，它每天捕获1.2克CO2。在七天内，气体渗透到材料中15毫米。
研究人员将这种碳吸收与沸石的微孔结构和竹子生物炭的高碳含量联系起来。通过结合这些特性，混凝土既可以作为结构材料，也可以作为捕获大气CO2的介质。
土木工程系的通讯作者Srinivasan Revathi对研究结果提出了她的观点。“我们的工作展示了一种双重效益的方法。我们不仅在创造一种更坚固的混凝土，而且正在将一种常见的建筑材料转化为环境修复的主动工具。通过整合沸石和竹子生物炭，我们可以建造不仅坚固屹立，而且主动清除空气中过量二氧化碳的结构，为城市道路和工业区等高排放地区的真正可持续基础设施铺平道路。”
碳中和建筑的潜力
这些发现指向了一种开发碳中和建筑材料的可能新方法。使用ZB5配方制成的混凝土在CO2浓度相对较高的位置可能特别有用。
潜在的应用包括混凝土路面、高速公路护栏墙和污水管道。这些结构可以继续发挥其传统的工程功能，同时从周围环境中捕获一些二氧化碳。
然而，研究人员提醒说，这项工作仍然是一个概念验证，在该材料被广泛采用之前还需要进行额外的测试。
碳捕获混凝土的下一步
未来的研究将检查混凝土在更长时间内的表现，包括它是否保持其耐久性和吸收CO2的能力。
研究人员还计划测试其他形式的生物炭，在不同等级的混凝土和砂浆中评估该混合物，并研究预浸泡的生物炭是否能进一步提高其性能。
这些实验将有助于确定该技术是否可以扩展到更广泛的商业和工业用途。如果成功，该方法可以为建筑业提供一种生产更坚固基础设施的方法，同时减少与建筑环境相关的一些环境影响。