Нейтронная томография показала, почему бетонные отходы не так хорошо поглощают CO2, как считалось

Новое исследование, опубликованное 10 июля 2026 года в phys.org, использовало нейтронную и рентгеновскую томографию в реальном времени, чтобы впервые детально проследить, как тепло, влага, химические реакции и механические деформации взаимодействуют при карбонизации цементной пасты. Результаты выявили важное ограничение технологии, которая воспринималась как перспективный способ хранения углерода в строительных отходах.

Зачем хранить CO2 в бетоне

Производство цемента ответственно примерно за 8% глобальных выбросов CO₂, а сносимые здания дают более трети строительного и демонтажного мусора. «Ускоренная карбонизация» позволяет частично решить обе проблемы одновременно: при контакте с CO₂ компоненты переработанного бетона вступают в реакцию и превращают газ в твёрдые карбонаты кальция — без возможности снова выйти в атмосферу. Это называется углеродным секвестрированием.

Роль воды: скрытый тормоз

Эксперименты проводились при 80°C и высоких концентрациях CO₂ — условиях, близких к промышленным. Нейтронная томография чувствительна к водороду (и, следовательно, к воде) значительно лучше, чем рентген, что делает её незаменимым инструментом для отслеживания движения влаги.

Оказалось, что карбонизация сопровождается быстрым высвобождением связанной воды из цементной матрицы. Это высвобождение:

• Резко меняет распределение влаги в образце
• Вызывает образование трещин (что усиливает проницаемость)
• Впоследствии трещины частично запечатываются карбонатами — но не полностью

Это означает, что простые диффузионные модели, описывающие проникновение CO₂ в бетон, неадекватны. Реальный процесс намного сложнее.

Что это значит для климатических технологий

Строительная отрасль — перспективный «накопитель» углерода именно потому, что объём демонтируемого бетона огромен. Технология выглядит особенно привлекательно в концепции «замкнутого цикла»: разрушенные здания поглощают CO₂ до того, как материал отправится на вторичное использование.

Читайте также по теме: новых материалах с улучшенными свойствами.

Новые данные не опровергают концепцию, но дают точное понимание её ограничений: реальная ёмкость хранения CO₂ и эффективность процесса ниже, чем предполагают упрощённые модели. Для проектирования промышленных установок это принципиально важно.