Более экологичный строительный материал становится на 30% более прочным.
Бетон можно сделать более стойким, заменив часть песка кофейной гущей — органическими отходами, которые образуются в больших объемах и обычно оказываются на свалках. Этот подход также снижает использование природных ресурсов, что способствует более устойчивому строительству.
Общее количество отработанной кофейной гущи (SCG), производимой ежегодно, составляет 60 миллионов тонн. Это самый распространенный вид отходов, возникающий при приготовлении кофе. Мелкие частицы кофейной гущи позволяют применять её в строительных и гражданских работах.
В 2023 году исследователи из Университета RMIT собрали кофейные отходы из кафе в Мельбурне и высушили их, чтобы удалить влагу. Затем осушенный органический материал подвергли нагреву при двух разных температурах — 350 °C и 500 °C. Ученые использовали низкоэнергетический, бескислородный процесс — пиролиз — для получения биоугля.
Двенадцать различных смесей были использованы для оценки влияния кофейной гущи на механические и микроструктурные характеристики бетона. Смеси включали необработанный SCG; SCG, нагретый до 350 °C; и SCG, нагретый до 500 °C. Разные смеси из кофейной гущи были добавлены в обычный портландцемент в количествах 0%, 5%, 10%, 15% и 20% в качестве замены мелкого заполнителя — песка.
Свежезамешанный бетон заливали в формы и подвергали вибрации для удаления воздушных пузырьков. Затем его оставляли при комнатной температуре на 24 часа, извлекали из форм и помещали в резервуар с водой до полного затвердевания. Полученный материал проверяли на прочность на сжатие и анализировали с помощью рентгеновской дифракции и сканирующей электронной микроскопии.
Из всех вариантов бетонных составов замена 15% песка на биоуголь, полученный при пиролизе кофейной гущи при температуре 350 °C, обеспечила значительное улучшение его характеристик и повышение прочности на сжатие на 29,3%.
Учитывая широкое распространение кофе, этот метод может быть применен в строительстве по всему миру.
Технология производства бетона также решает экологическую проблему, сохраняя ограниченные природные ресурсы. Ежегодно человечество извлекает от 40 до 50 миллиардов тонн песка и гравия для нужд строительства.
Посмотрите на самые интересные разработки ученых в области технологий за последние годы. Среди них видеокамера для насекомых и даже искусственный нос:
Фото: hi-tech.mail.ru