Песок в бетоне служит мелким наполнителем для повышения прочности конструкции. Австралийские исследователи заменили его на переработанную кофейную гущу, чтобы проверить возможность получения ещё более прочного бетона.
Кофе — любимый напиток многих по всему миру. В 2020-2021 годах его потребление было высоким. потребилиПочти 10 миллионов тонн кофейных зерен подвергаются обработке. В процессе варки кофе образуется большое количество отработанной гущи, которую выносят на свалки. По предварительным расчетам специалистов, ежегодно в мусорные контейнеры попадает до 54 миллионов тонн этой гущи.
Кофе нашел практичное применение даже в строительстве, к примеру, при сооружении дорог. В 2016 году австралийские исследователи… узналиЕсли собрать всю использованную кофейную гущу только из кофейных заведений Мельбурна, то возможно построить пять километров дорог ежегодно.
Врачами Мельбурнского королевского технологического университета исследуется применение отработанной кофейной гущи в производстве бетона. опубликованы в журнале Journal of Cleaner Production.
Бетон создаётся из песка, воды и цемента. Песок служит мелким заполнителем, делая бетон прочным. Благодаря ему смесь получается густой и плотной. Австралийские исследователи заменили песок кофейными отходами, чтобы проверить, станет ли бетон прочнее.
Началось всё с сбора кофейной гущи в мельбурнских кофейнях и её высушивания для удаления влаги. Затем высушенную субстанцию нагревали при двух температурных режимах: 350 и 500 градусов Цельсия. Для получения биоугля из гущи учёные применили пиролиз.
Исследователи работали с двумя группами смесей, где мелкий заполнитель составляли биоуголь из отработанной кофейной гущи и песок. В состав бетонной смеси добавляли портландцемент с различными пропорциями биоугля или песка: 5, 10, 15 и 20%.
Смеси с различными пропорциями наполнителя заливали в формы и вибрацией удаляли воздушные пустоты. Готовый бетон извлекали из форм и помещали в резервуар с водой для полного отверждения. Затем бетон подвергали испытаниям на прочность на сжатие при разных температурах (350 и 500 градусов Цельсия), чтобы определить его способность выдерживать давление.
Испытания выявили, что наилучшими свойствами обладает бетон, где для мелкого заполнителя применен биоуголь из отработанной кофейной гущи (15%), прокалитой до 350 градусов. Этот бетон демонстрирует значительное повышение показателей качества, повышая прочность на 29,3% по сравнению с бетонными смесями, содержащими песок.
Исследование выявило решение проблемы кофейных отходов: строительство. Необходимо использовать отработанную гущу в этой сфере, чтобы сократить объем мусора на свалках. объяснил Цзе Ли, соавтор исследования.
Австралийские исследователи утверждают, что технология «кофейного» производства бетона поможет решить экологическую проблему – сохранить природные ресурсы.
Натуральный песок имеет ограниченные запасы и не возобновляется. Ежегодно люди добывают от 40 до 50 миллиардов тонн песка и гравия для строительства. Если научиться использовать кофейную гущу в качестве основы строительных материалов, где применяют песок, то его добыча сократится многократно.