وتعد الخرسانة من أكثر مواد البناء استخداما في العالم، لكن إنتاج أحد مكوناتها الأساسية، وهو الأسمنت، يمثل مصدرا رئيسيا لانبعاثات ثاني أكسيد الكربون، بسبب الطاقة والحرارة اللازمتين لمعالجة الحجر الجيري.

ولهذا، يبحث الباحثون عن مواد يمكن أن تحل مكان جزء من الأسمنت من دون الإضرار بقوة الخرسانة ومتانتها. وفي هذا الإطار، اختبر فريق من الباحثين بقيادة المهندس المدني راغوفيش تيواري من جامعة مانيبال في جايبور بالهند، استخدام فحم حيوي مصنوع من حمأة الصرف الصحي في إنتاج الخرسانة.

وأظهرت النتائج، الواردة في ورقة بحثية قبلت للنشر في مجلة Scientific Reports، أن إضافة كميات محددة من هذا الفحم الحيوي حسنت عددا من خصائص الخرسانة.

من حمأة الصرف إلى الخرسانة

ينتج الفحم الحيوي عن طريق تسخين المواد العضوية في بيئة منخفضة الأكسجين. ويمكن تصنيعه من مصادر مختلفة، مثل نشارة الخشب وقشور الأرز، لكن الباحثين اختبروا هذه المرة مصدرا غير معتاد: حمأة الصرف الصحي الناتجة عن معالجة الفضلات البشرية.

وحصل الفريق على الحمأة من محطة معالجة في مدينة وارانغال بالهند، ثم جففها وسخنها عند درجات حرارة تراوحت بين 350 و450 درجة مئوية في بيئة منخفضة الأكسجين. وبعد ذلك، طحن المادة ونخلها للحصول على مسحوق ناعم من الفحم الحيوي.

استخدم الباحثون هذا المسحوق لاستبدال 5% و10% و15% من الأسمنت في خلطات الخرسانة، ثم قارنوا أداءها بالخرسانة التقليدية من خلال قياس مقاومة الضغط والانحناء، إضافة إلى امتصاص الماء والمسامية والانكماش.

الخرسانة الأقوى عند نسب محددة