Ученые научились делать бетон на 30 процентов сильнее при помощи отработанной кофейной гущи
Ничего сложного: нужно просто подвергнуть отработанный кофе пиролизу при температуре 350 °C.
Ежегодно люди производят около 4,4 миллиарда тонн бетона. Этот процесс требует около 8 миллиардов тонн песка (из 40-50 миллиардов тонн песка, используемых ежегодно), что, в частности, привело к острому дефициту строительных товаров в последние годы. В то же время мы генерируем около 10 миллиардов килограммов использованной кофейной гущи за тот же промежуток времени.
Группа исследователей из Университета RMIT в Австралии обнаружила, что кофейную гущу может использовать в качестве замены кремнезема в процессе производства бетона, который в правильных пропорциях создает гораздо более сильную химическую связь, чем один песок.
По словам автора исследования доктора Раджива Ройчанда (Rajeev Roychand), слова которого передает Engaget, утилизация органических отходов создает экологическую проблему, поскольку способствует выбросу большого количества парниковых газов, в том числе метана и углекислого газа, способствующих изменению климата. В это же время только в Австралии ежегодно производится 75 миллионов килограммов использованной кофейной гущи, большая часть которой попадает на свалки.
Кофейную гущу, однако, нельзя просто смешать в необработанном виде со стандартным бетоном, так как она не связывается с другими материалами из-за органической составляющей. Чтобы сделать отработанную гущу более совместимой, команда экспериментировала с пиролизом материалов при 350 и 500 °C, а затем заменяя их песком в разных пропорциях как для стандартных бетонных смесей.
Пиролиз — технология, используемая для преобразования биомассы в промежуточный жидкий продукт путем нагревания органического материала, например биомассы при отсутствии кислорода. Достаточное количество тепла при пиролизе обеспечивает деконструкцию сильных биополимеров, а из-за отсутствия кислорода не происходит горение, что позволяет биомассе термически разлагаться на горючие газы и биоуголь.
Команда обнаружила, что температура в 350°C является идеальной, обеспечивая повышение прочности на сжатие композитного бетона, смешанного с кофейным биоуглем, на 29,3 %. Отдельно команда отмечает, что помимо сокращения выбросов и создания более прочного бетона, снижается воздействие на окружающую среду непрерывной добычи песка.
Ученые добавляют, что хотя исследования находятся на ранних стадиях, уже можно сделать вывод, что бетонная промышленность может внести значительный вклад в увеличение переработки органических отходов, разложение которых ведет к образованию большого количества метана — парникового газа, который в 21 раз вреднее диоксида углерода в создании парникового эффекта.
Комментарии