Отходы кофейной гущи делают бетон на 30% прочнее

Автор: Елена
28.08.2023, 09:20

Исследователи из университета RMIT обнаружили, что бетон можно сделать на 30% прочнее, если заменить часть песка кофейной гущей — органическими отходами, образующимися в огромных количествах и обычно выкидываемыми в мусор. Этот метод также сокращает использование природных ресурсов, таких как песок, что еще больше способствует экологичному подходу к строительству, основанному на экономике замкнутого цикла.

По оценкам, во всем мире общее количество использованной кофейной гущи (SCG) составляет 54 млн. тонн в год – это один из наиболее распространенных видов органических отходов. Но именно из-за мелкого размера частиц SCG был предложен в качестве полезного компонента в гражданском строительстве.

Исследователи собрали SCG в различных кафе Мельбурна, Австралия, и высушили их. Затем высушенный органический материал нагревали при двух разных температурах – 350 °C и 500 °C в низкоэнергетическом бескислородном процессе, известном как пиролиз, в результате которого был получен биоуголь.

В ходе экспериментов было проверено 12 разных составов смесей для сравнения влияния SCG (без нагревания и нагретого до различных температур) на механическое и микроструктурное поведение бетона, заменив природный песок кофейной гущей в количестве 0%, 5%, 10%, 15% и 20%.

Свежий бетон заливали в формы и подвергали вибрации для удаления воздушных карманов. Затем его отверждали при комнатной температуре в течение 24 часов, извлекали из формы и отверждали в резервуаре с водой. Тестирование прочности бетона на сжатие проводилось с помощью дифракции рентгеновских лучей (XRD) и сканирующей электронной микроскопии (SEM).

Исследователи обнаружили, что из всех протестированных ими бетонных композитов тот, в котором 15% песка был заменен на SCG, пиролизованный при 350 °C, показал значительное улучшение свойств материала – увеличение прочности на сжатие на 29,3%.

Хотя исследование все еще находится на ранней стадии, исследователи говорят, что результаты многообещающие и, учитывая повсеместное распространение кофе, отходы в виде гущи потенциально могут быть использованы в строительстве по всему миру.