Използваната утайка от кафе прави бетона по-здрав
Ако сутринта ви не може да започне без кафе, не сте сами! В световен мащаб изпиваме над 2 милиарда чаши кафе всеки ден , което води до 60 милиона тона мокра, отработена утайка от кафе всяка година.
Само малка част от това се използва повторно – най-вече като почвен тор. По-голямата част се изгаря или завършва на депото. Там, подобно на други органични съединения, утайката от кафе се разлага и освобождава метан, парников газ, 25 пъти по-мощен от въглеродния диоксид при улавяне на топлина.
Сега изследователите казват, че утайката от кафе може да се използва като съставка в бетона и дори биха могли да го направят по-здрав. Това са заключенията според скорошно проучване.
„Обмислихме тази идея за чаша кафе.“, казва Раджив Ройчанд, научен сътрудник в Инженерното училище към университета RMIT в Мелбърн, Австралия, който ръководи проучването. „Изпекохме отработеното смляно кафе в отсъствието на кислород и получихме нещо, наречено биовъглен. Когато го добавихме към бетона като заместител на пясъка, това осигури 30% увеличение на здравината на материала.“
Малки резервоари
Бетонът се състои от четири основни съставки: вода, чакъл, пясък и цимент. Това е най-широко използваният строителен материал в света. Преминаваме през 30 милиарда тона годишно, три пъти повече, отколкото преди 40 години.
Ройчанд и неговият екип частично заменили пясъка с биовъглен. Материал, подобен на въглен – получен от отпадъци от кафе. Те постигнали най-добрия си резултат, когато заменили 15% от пясъка и изпекли утайката при 350 градуса по Целзий. Полученият бетон бил с 30% по-силен от обикновения бетон по отношение на якостта на натиск – способността на материала да издържи натоварване.
В обикновения бетон водата, втората най-голяма съставка по обем, се абсорбира от цимента с течение на времето, намалявайки количеството влага, което все още е вътре в бетона, казва Ройчанд. Този ефект на изсушаване, известен като изсушаване, причинява свиване и напукване в микромащаб, отслабвайки бетона.
Биовъглен от отпадъци от кафе може да намали този естествен процес
Когато биовъгленът се смеси с бетон, казва Ройчанд, неговите частици действат като малки водни резервоари, разпределени в бетона. Докато бетонът се втвърдява, биовъгленът бавно освобождава водата, като по същество рехидратира околния материал. Дори намалява влиянието на свиването и напукването.
„Ще отклоняваме тези отпадъци и ще ги трансформираме в ценен ресурс. Има и недостиг на пясък и дори да заменим част от него. Ние все още подобряваме аспекта на устойчивостта и бавно може да стигнем до етап, в който значителна част от пясъка може да бъде заменена с различни отпадъчни материали .”
– казва Ройчанд.
„Страничен продукт с висока стойност!“
Получава се страничен продукт с висока стойност, смята Кипрос Пилакутас. Той е професор по строителни иновации в университета в Шефилд в Обединеното кралство. Изследването е интригуващо от технологична гледна точка.
Той обаче намира за малко вероятно бетонът, произведен по този начин, някога да намери широко приложение в широкомащабни дейности.
„Основният проблем с отпадъците е основно събирането и преработката. Въпреки че би било чудесно да се събере цялата утайка от кафе от цялата страна, свързаните с това разходи биха били значителни и непосилни.“
– казва той.
Той добавя, че пиролизата – процесът, чрез който се произвежда биовъгленът. Не е безплатна и смята, че е малко вероятно високите концентрации на въглерод в бетона да подобрят неговата дългосрочна издръжливост.
Ричард посочва, че събирането на отпадъци вече е масово и че редица компании в Австралия се фокусират върху рециклирането на отпадъци от кафе
Той добавя, че цената на пиролизата е свързана главно с първоначалната инвестиция в оборудване и, че биовъгленът се произвежда при много по-ниска температура от цимента – 350 по Целзий в сравнение с около 1450 по Целзий. „Но ние пропускаме други ползи“, твърди той, „тъй като отпадъчният материал, който се озовава в депата, изисква разходи за неговото обезвреждане. Сега може да се превърне в страничен продукт с висока стойност.
Съставката в бетона, която допринася най-много за изменението на климата, е циментът — който е отговорен за 8% от глобалните емисии на CO2 през 2021 г. според мозъчния тръст Chatham House — и Ройчанд вярва, че увеличаването на якостта на бетона с 30% прави жизнеспособно намаляването съдържанието на цимент с до 10%, намалявайки въздействието върху климата.
Той казва, че откритието вече е привлякло интерес както от строителни компании, така и от организации, които рециклират утайка от кафе, и екипът му сега работи с местните съвети в Австралия, за да започне полеви демонстрации.
„Едно от нещата, които ще правим, е да наблюдаваме бетона във времето, от шест месеца до една година. Това ще гарантира, че биовъгленът запазва свойствата си във времето.“
– казва той.
Автор: Радост Филипова
