Исследователи из Австралии обнаружили, что, если обработать и добавить в смесь жженую кофейную гущу, можно получить бетон на 30 процентов прочнее.
Их гениальный рецепт решает сразу несколько проблем.
Ежегодно в мире образуется 10 миллиардов килограммов (22 миллиарда фунтов) кофейных отходов. Большая его часть оказывается на свалке.
Инженер Университета RMIT Раджив Ройчанд объясняет: «Утилизация органических отходов представляет собой экологические проблемы, поскольку при этом выделяется большое количество парниковых газов, включая метан и углекислый газ, которые способствуют изменению климата».
С развитием мирового строительного рынка, спрос на ресурсоемкий бетон также растет, создавая еще один комплекс экологических проблем.
Инженер Университета RMIT Цзе Ли говорит: «Чтобы удовлетворить быстро растущий спрос со стороны строительной индустрии, мир Постоянная добыча природного песка, который часто берется из русел и берегов рек, оказывает огромное влияние на окружающую среду».
«Поддержание устойчивых поставок песка представляет собой серьезную и долгосрочную проблему в связи с конечным характером этого ресурса и воздействием добычи песка на окружающую среду. Применяя подход, основанный на циркулярной экономике, мы можем избежать захоронения органических отходов и лучше сохранить природные ресурсы, такие как песок».
Органические продукты, такие как кофейная гуща, нельзя добавлять непосредственно в бетон, поскольку они могут содержать химические вещества, ослабляющие строительные материалы. Поэтому исследовательская группа использовала низкие уровни энергии для нагрева кофейной гущи выше 350 °C (около 660 °F), оставляя ее без кислорода.
Этот процесс называется пиролиз. Он расщепляет органические молекулы, в результате чего образуется пористый, богатый углеродом древесный уголь, называемый биочар, который образует связь с цементной матрицей, тем самым встраиваясь в нее.
Ройчанд и его коллеги также пробовали пиролизировать кофейную гущу при температуре 500 °C, но полученные частицы биочара были не очень прочными.
Исследователи предупреждают, что им еще предстоит оценить долгосрочную прочность цементного продукта. В настоящее время они работают над тем, чтобы проверить, как смешанный кофейный цемент ведет себя в условиях циклов замораживания и оттаивания, водопоглощения, истирания и других нагрузок.
Команда также работает над получением биочара из других органических отходов, включая древесину, пищевые отходы и сельскохозяйственные отходы.
Инженер RMIT Шеннон Килмартин-Линч сказал: «Наши исследования находятся на ранней стадии, но эти захватывающие результаты предлагают инновационный подход к значительному сокращению объемов захоронения органических отходов».
«С точки зрения коренного населения, мои исследования вдохновлены заботой о стране и обеспечением того, чтобы все материалы имели устойчивый жизненный цикл, избегая захоронения на свалках, чтобы минимизировать воздействие на окружающую среду».
Их исследование опубликовано в Журнале чистого производства.
