Надміцний бетон з кавової гущі: вчені зробили дивовижне відкриття

Дослідники з Австралії виявили, що ми можемо виробляти бетон на 30 відсотків міцніший, переробляючи та додаючи до нього обвуглену кавову гущу.

Їхній новий рецепт може вирішити кілька проблем одночасно.

Щороку у світі виробляється приголомшливі 10 мільярдів кілограмів кавових відходів. Більшість з них потрапляє на звалища.

“Утилізація органічних відходів є екологічною проблемою, оскільки при цьому виділяється велика кількість парникових газів, включаючи метан і вуглекислий газ, які сприяють зміні клімату”, – пояснює інженер Університету RMIT Раджив Ройчанд (Rajeev Roychand).

На тлі бурхливого розвитку будівельного ринку в усьому світі зростає попит на ресурсомісткий бетон, що також спричиняє ще один комплекс екологічних проблем.

“Постійний видобуток природного піску по всьому світу – зазвичай з русел річок і берегів – для задоволення швидко зростаючих потреб будівельної галузі має великий вплив на навколишнє середовище”, – каже інженер RMIT Цзе Лі.

“Існують критичні і довгострокові проблеми з підтриманням сталого постачання піску через обмеженість ресурсів і вплив видобутку піску на навколишнє середовище. За допомогою підходу циркулярної економіки ми можемо уникнути захоронення органічних відходів на звалищах, а також краще зберігати наші природні ресурси, такі як пісок”.

Органічні продукти, такі як кавова гуща, не можна додавати безпосередньо до бетону, оскільки вони виділяють хімічні речовини, які послаблюють міцність будівельного матеріалу. Тому, використовуючи низький рівень енергії, команда нагріла кавові відходи до температури понад 350°C (близько 660° F), позбавивши їх кисню.

Цей процес називається піролізом. Він розщеплює органічні молекули, в результаті чого утворюється пористе, багате на вуглець вугілля, яке називається біовугіллям, що може утворювати зв’язки з цементною матрицею і таким чином вбудовуватися в неї.

Ройчанд та його колеги також спробували піролізувати кавову гущу при температурі 500°C, але отримані частинки біовугілля були не такими міцними.

Дослідники застерігають, що їм ще потрібно оцінити довгострокову міцність їхнього цементного продукту. Зараз вони працюють над тестуванням того, як гібридний кавово-цемент працює в умовах циклів заморожування/розморожування, поглинання води, стирання та багатьох інших стресових факторів.

Команда також працює над створенням біопалива з інших джерел органічних відходів, включаючи деревину, харчові та сільськогосподарські відходи.

“Наші дослідження перебувають на ранніх стадіях, але ці захоплюючі результати пропонують інноваційний спосіб значно зменшити кількість органічних відходів, які потрапляють на звалище”, – каже інженер RMIT Шеннон Кілмартін-Лінч.

“Натхненням для мого дослідження, з точки зору корінних народів, є турбота про країну, забезпечення сталого життєвого циклу для всіх матеріалів та уникнення потрапляння відходів на звалище, щоб мінімізувати вплив на навколишнє середовище”.

Їхнє дослідження було опубліковане в Journal of Cleaner Production