网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

印、美联合团队研究称"混凝土中掺入人粪,抗折强度提高 42%",如何理解该研究的理论和现实意义?

0
分享至

据 ScienceAlert 等海外科技媒体 9 月 28 日报道,印美联合团队在《科学报告》发布研究:在水泥中掺入 “人粪” 制成的混凝土,比普通混凝土强度更高,引发关注。此外,其生产过程还能减少二氧化碳等温室气体排放,因而更具环保优势。

材料学界对屎这个东西,多少是有点执念的。

2018年就有研究人员把牛粪烧成灰,拿来替代一部分水泥。[1]到了2023年,又有团队从牛粪里提取没有被消化掉的植物纤维,处理以后掺进砂浆,结果发现还能改善材料性能。[2]



所以材料学研究有时候就是这么朴实,只要一种废物里还有能用的纤维、矿物质或者碳,研究人员是真的敢往水泥里掺。



然后现在,他们终于对人粪下手了。

今年9月,印度和美国研究团队在《Scientific Reports》发表了一项研究,把人类粪便污泥制成的生物炭用来替代部分水泥。

结果还挺离谱。

在10%的替代比例下,混凝土养护91天以后,抗压强度相比普通混凝土提高了约21%,抗折强度提高了约42%。[3]

新闻里那个最吸引眼球的42%,就是这么来的。

不过研究人员当然不是把刚拉出来的人粪直接倒进混凝土搅拌机,他们用的是经过脱水、干燥,再高温缺氧热解以后得到的粪便污泥生物炭。



到这一步,它其实已经不太像我们平时理解的屎了,而是一种黑色、多孔、富含碳和无机矿物的粉末。

那问题来了:

这种东西为什么反而能让混凝土更结实?

首先是填缝。

水泥和砂石混在一起以后,内部总会留下很多微小孔隙。磨得比较细的生物炭颗粒,可以填进去一部分,让结构更加致密。

其次,生物炭本身是多孔材料,会吸进去一部分水。

等水泥开始硬化以后,这些水又可以慢慢释放出来,让周围的水泥继续进行水化反应。

这在材料学里叫内部养护。

除此之外,粪便污泥生物炭里还含有硅、铝、钙等无机成分,其中一部分活性成分还可能继续参与火山灰反应,形成新的胶凝物质。

所以简单来说,它大概干了三件事:

填孔、储水、再参与一点后续反应。

这也不是第一次发现生物炭能增强水泥材料。2024年一项汇总51篇论文、606组数据的meta分析就发现,在合适的原料、热解温度和加入比例下,生物炭确实可能提高水泥材料强度。[4]

但重点是:

不是加得越多越好。

这篇研究里,5%和10%的效果比较好,到了15%,优势就开始下降。[3]

因为生物炭本身也是多孔材料。少量的时候可以填孔、储水,加得太多,孔隙本身反而会变成缺陷,还会吸走太多水,同时减少真正承担胶凝作用的水泥。



所以最后一定存在一个比较合适的比例。

这也是为什么不同研究结果差别很大。有的生物炭能增强,有的没什么作用,还有的加多了反而会让强度下降。原料、热解温度、颗粒大小和添加比例都很重要。

当然这东西也是要因地制宜,比如对于一个粪便本来就不好处理的国家来说,这个研究还真有点用。

对,说的就是印度。

很多地方产生的粪便需要单独收集、运输和处理,本身就是一个麻烦。

那如果能把它做成生物炭,再拿去替代一部分水泥,就把原本需要花钱处理的废物,现在有机会变成一种建筑材料。

当然这东西离真正拿去盖楼还早。

现在主要证明的是材料性能不错,但实验室养护91天,和建筑物用几十年完全是两回事。

后面还得继续看长期耐久性、重金属浸出、钢筋腐蚀这些问题。

我是感觉够呛,要不这研究也不会发到Scientific Reports是不……

参考

  1. ^Ramachandran D, Vishwakarma V, Viswanathan K. Detailed studies of cow dung ash modified concrete exposed in fresh water. Journal of Building Engineering. 2018;20:173–178.
  2. ^Li K, Yang Z, Yan X, et al. Effect of Modified Cow Dung Fibers on Strength and Autogenous Shrinkage of Alkali-Activated Slag Mortar. Materials. 2023;16(20):6808.
  3. ^abTiwari R, Mehra P, Hussain S, et al. Mechanical, durability, and microstructural performance of biochar-modified concrete using faecal sludge-derived biochar. Scientific Reports. 2026.
  4. ^Zhao Z, El-Naggar A, Kau J, et al. Biochar affects compressive strength of Portland cement composites: a meta-analysis. Biochar. 2024;6:21.

声明:个人原创,仅供参考

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
群众举报不属实,央视一查全属实:东光县污染撕开基层核查怪圈

群众举报不属实,央视一查全属实:东光县污染撕开基层核查怪圈

十为先生
2026-10-21 17:33:45
中国留洋球员NCAA动态!林葳4分钟5分地位下跌,张博源无上场时间

中国留洋球员NCAA动态!林葳4分钟5分地位下跌,张博源无上场时间

篮球资讯达人
2026-10-22 11:38:06
重大转向!全市场首位卖方分析师喊出:市场已转入熊市!

重大转向!全市场首位卖方分析师喊出:市场已转入熊市!

新浪财经
2026-10-22 09:16:12
泽连斯基割地求和?别犯蠢了!超低空飞行撞电线杆,俄军可能损失了两架战斗机

泽连斯基割地求和?别犯蠢了!超低空飞行撞电线杆,俄军可能损失了两架战斗机

鹰眼Defence
2026-10-22 11:56:29
回老家一趟我彻底破防:村里47个五十岁上下的壮年人,全不种地不打工,天天打牌晒太阳,一问存款还没我多

回老家一趟我彻底破防:村里47个五十岁上下的壮年人,全不种地不打工,天天打牌晒太阳,一问存款还没我多

犀利辣椒
2026-09-25 06:21:06
穆帅:国家德比就是国家德比,哪怕我们今天输0-5也不影响

穆帅:国家德比就是国家德比,哪怕我们今天输0-5也不影响

懂球帝
2026-10-22 07:02:12
A股全线下跌!发生什么了?

A股全线下跌!发生什么了?

龙行天下虎
2026-10-22 10:34:42
“我妈要敢在宿舍里这样,我就退学”,一段女家长视频让人力竭了

“我妈要敢在宿舍里这样,我就退学”,一段女家长视频让人力竭了

熙熙说教
2026-09-07 12:52:29
中国最短的一条国境线,突然被铁丝网给拦住了,中方在敲打谁?

中国最短的一条国境线,突然被铁丝网给拦住了,中方在敲打谁?

罗富强说
2026-10-21 17:23:27
小糯米12岁近照曝光,身高快到1米7,父母陪伴差距看得人心酸

小糯米12岁近照曝光,身高快到1米7,父母陪伴差距看得人心酸

赏心悦目的我
2026-10-21 11:09:34
特斯拉宣布迎来大更新,这个功能终于来了!

特斯拉宣布迎来大更新,这个功能终于来了!

XCiOS俱乐部
2026-10-22 14:03:30
中纪委动真格!这4个领域将严查,4种行为将被严肃问责!

中纪委动真格!这4个领域将严查,4种行为将被严肃问责!

职场资深秘书
2026-10-22 11:24:52
人类首次!一碰就消失的反物质粒子,被科学家“关”了好几个月

人类首次!一碰就消失的反物质粒子,被科学家“关”了好几个月

IT之家
2026-10-22 12:42:16
45岁仍拍三级片还债,36E巨乳,被称香港妖女,60岁直播翻身破亿

45岁仍拍三级片还债,36E巨乳,被称香港妖女,60岁直播翻身破亿

轩逸阿II
2026-10-17 07:39:17
10月底,财神进家门,机会找上门,三个生肖峰回路转赚钱不费力!

10月底,财神进家门,机会找上门,三个生肖峰回路转赚钱不费力!

毅谈生肖
2026-10-22 12:43:48
比缅北凶险100倍!曾经的旅游胜地,如今黄赌毒俱全,乱象随处可见

比缅北凶险100倍!曾经的旅游胜地,如今黄赌毒俱全,乱象随处可见

琅琊财经
2026-07-31 22:02:18
薄一波究竟属于哪一级别?是正国级,还是副国级?

薄一波究竟属于哪一级别?是正国级,还是副国级?

人生录
2026-10-15 05:18:24
爱德华兹一战创下三大纪录,比肩乔丹张伯伦,NBA80年新纪录诞生

爱德华兹一战创下三大纪录,比肩乔丹张伯伦,NBA80年新纪录诞生

南海浪花
2026-10-22 10:40:24
马克思断言资本主义必将灭亡,现实却是发达国家几乎都是资本主义,如何解释这一历史悖论?

马克思断言资本主义必将灭亡,现实却是发达国家几乎都是资本主义,如何解释这一历史悖论?

磊子讲史
2026-10-08 16:55:33
泽连斯基称情报共享已恢复!支柱级右翼媒体:特朗普是普京最好的朋友

泽连斯基称情报共享已恢复!支柱级右翼媒体:特朗普是普京最好的朋友

鹰眼Defence
2026-10-21 18:32:06
2026-10-22 15:19:00
冷大先生 incentive-icons
冷大先生
一个跨界媒体人的自媒体账号。
131文章数 54关注度
往期回顾 全部

科技要闻

腾讯云谷歌紧急行动!互联网安全出大事

头条要闻

中国游客在济州岛民宿捡到中国人的手机 发帖寻到失主

头条要闻

中国游客在济州岛民宿捡到中国人的手机 发帖寻到失主

体育要闻

热闹的NBA回来了,他却倒在新赛季大门口

娱乐要闻

杜淳王灿近况曝光:铁婚六年甜上热搜

财经要闻

为卖房,有房企花20万拍短剧

汽车要闻

有七座/续航提升 领克900L曝光还可选双色车身+大饼轮毂

态度原创

健康
手机
本地
亲子
公开课

痘痘能根治吗?皮肤科医生说实话

手机要闻

iPhone Duo评测观点汇总:Touch ID回归被指体验倒退 多数评测者怀念Face ID

本地新闻

一场垂直登高赛跑出了"山城"的真正内核

亲子要闻

二胎宝妈月子里晕倒,监控拍下老公举动看怒全网:仇人看完都释怀了……

公开课

李玫瑾:为什么性格比能力更重要?

无障碍浏览 进入关怀版