Биоцементот е нов градежен материјал, развиен преку кондензациски процес на микробиолошки индуциран калцит (означен MICP). Материјалот овозможува значително консолидирање на почвата пред изградбата. Како? Со врзување на честичките на земјата со кристалите на калцитот. Во досегашната пракса, уреата и калциумот се распрскуваат на тлото, а потоа под дејство на бактериите се формираат кристали калцит. Но, како суровина за стандадниот цемент се користи варовник којшто, сепак, е исцрплив ресурс и неговото “ископување” и штети на животната средина. Затоа, сингапурските истражувачи ја проучувале можноста за производство на биоцемент од отпад.

Биоцементот ја зголемува отпорноста на почвите со чакал против силите на смолкнување предизвикани од земјотресите. Исто така, овозможува обновување на темелите, стабилизирање на тлото со косини или за контрола на феноменот на ерозија.

За производство на новата форма на биоцемент, истражувачкиот тим се одлучил за користење на два вообичаени отпадни материјали – карбидниот индустриски талог и уреа од урината на домашните животни – цицачи. Користејќи само отпад како суровина, научниците ја прават оваа алтернатива на обичниот цемент уште позелена и поодржлива. Нивниот пристап беше претставен минатиот месец во Journal of Environmental Chemical Engineering.

Најнапред карбидната тиња се третира со киселина за да се добие растворлив калциум. Урината веќе била користена и претходно како медиум за раст за одгледување на бактерии кои произведуваат уреаза. Таа се користи и за дотур на уреа, која во комбинација со јоните на калциум, го иницира процесот на MICP. Уреазата произведена од бактериите е способна да ги хидролизира молекулите на уреа за да формира амонијак и јаглерод диоксид; во присуство на јоните на калциум, реакцијата доведува до таложење на калциум карбонатот.

Во почвата, овој талог ги исполнува празните простори помеѓу честичките, кои се врзуваат за да формираат покомпактна почва. Така се добива робустен и помалку пропустлив блок. Истражувачите известуваат дека нивниот биоцемент постигнал неограничена јачина на притисок од 1,2 – 1,7 MPa при содржина на калциум карбонат од 7,3 – 7,7%, додека пропустливоста била намалена за два реда на големина. Овие резултати го потврдуваат потенцијалот на овој цемент произведен од отпад.

Дел од производството на конвенционален цемент вклучува и согорување суровини на многу високи температури (над 1000°C) при што се формираат клинкери, кои служат како средство за врзување на цементот. При овој процес, наречен клинкеринг, се создава многу јаглерод диоксид; цементарниците на тој начин значително придонесуваат за емисиите на стакленички гасови.

Процесот на производство биоцемент бара мошне помалку енергија. Се прави на собна температура и не бара никаква форма на согорување. Освен тоа, процесот генерира помалку емисии на јаглерод, што го прави идеално решение во тековниот климатски контекст. Ова истражување е директно во согласност со стратешкиот план кој се фокусира на начините за ублажување на влијанието на луѓето врз животната средина.

Новиот биоцемент, тестиран на оштетената рака на Буда од карпестите резби во Дазу, кинески локалитет под заштита на УНЕСКО. Материјалот е безбоен, така што бојата на оригиналната подлога не се менува при реставраторските работи.

Oвој иновативен материјал веќе се тестира. Во моментов тој се користи во Сингапур за зајакнување на песокот во паркот на источниот брег и за обновување на скулптурите во карпа во Кина. Една од големите предности на овој биоцемент е тоа што смесата е безбојна, така што кога се нанесува врз земја, песок или карпа, па дури и врз оштетени споменици или скулптури, нивната оригинална боја е зачувана.

Истражувачите потврдуваат дека нивниот биоцемент има потенцијал да стане одржлив и економичен метод за консолидирање на почвите пред почетокот на некој проект за изградба или при ископување. Материјалот, исто така, може да помогне да се намали ерозијата на плажите или ерозијата од прашина и од ветер во пустините. Слично на тоа, може да се користи за запечатување на пукнатини во карпите или на патиштата за да се ограничат одроните. Тимот ја споменува и изградбата на слатководни резервоари за плажите или во пустинските области.