Прочный бетон из кофейной гущи: экологически чистое решение

Инженеры научились делать бетон из кофейной гущи: более экологичный строительный материал становится на 30% прочнее.

Инженеры достигли значительного прорыва в области создания более экологичного строительного материала, который обладает на 30% большей прочностью, чем традиционный бетон. Вместо привычного использования песка в составе бетонной смеси, австралийские ученые решили экспериментировать с отработанной кофейной гущей.

Это сырье, которое обычно остается после приготовления кофе и ежегодно накапливается в объеме впечатляющих 60 миллионов тонн. Отличительной чертой кофейной гущи является мелкая фракция частиц, что делает ее потенциально ценным материалом для применения в строительстве и гражданских проектах. Для проверки этой идеи исследователи собрали кофейные остатки из кафе в Мельбурне и тщательно осушили их, удалив всю влагу. Затем они подвергли сушеный органический материал термической обработке при двух разных температурах: 350°C и 500°C, используя при этом низкоэнергетический, бескислородный процесс, известный как пиролиз, для создания биоугля.

Исследователи провели серию экспериментов, включая различные комбинации бетонных составов, в которых песок был заменен на биоуголь, полученный из кофейной гущи при разных температурах. Замены составляли 0%, 5%, 10%, 15% и 20% от общего объема мелкого заполнителя. Полученные бетонные смеси заливали в формы, подвергали вибрации для удаления пузырьков воздуха и выдерживали при комнатной температуре в течение 24 часов. Затем бетон извлекали из форм и погружали в воду до полного затвердевания. Материал затем подвергался испытаниям на прочность на сжатие и анализировался с использованием дифракции рентгеновских лучей и сканирующей электронной микроскопии. Из всех возможных вариантов составов бетона замена 15% песка на биоуголь, полученный при пиролизе кофейной гущи при температуре 350 °C, показала наиболее впечатляющие результаты, увеличив прочность материала на 29,3%.

С учетом мирового распространения кофе, этот метод обещает стать значимым в строительной отрасли по всему миру. Более того, он может содействовать решению экологической проблемы, связанной с исчерпанием природных ресурсов. В настоящее время человечество добывает огромные объемы песка и гравия - от 40 до 50 миллиардов тонн ежегодно - для использования в строительстве, что вызывает серьезные обеспокоенности с точки зрения сохранения природных ресурсов.