Beton "o smaku" kawy. Niezwykłe zastosowanie fusów
Zwęglone fusy z kawy domieszane do betonu sprawiają, że materiał jest aż o 30 proc. mocniejszy. Odkrycie australijskich naukowców rozwiązuje kilka problemów jednocześnie.
Świat uwielbia kawę. Każdego dnia ludzie na całym świecie wypijają 2,2 miliardów filiżanek napoju. Ale ten nawyk ma swoje konsekwencje. Każdego roku na świecie powstaje aż 10 miliardów kilogramów.... fusów. Które zazwyczaj po prostu lądują na wysypiskach. A to ma poważne konsekwencje środowiskowe.
"Utylizacja odpadów organicznych stanowi wyzwanie dla środowiska, ponieważ powoduje emisję dużych ilości gazów cieplarnianych, w tym metanu i dwutlenku węgla, które przyczyniają się do zmiany klimatu" wyjaśnia Rajeev Roychand, inżynier z Królewskiego Instytutu Technologii w Melbourne (RMIT).
Kawa jako materiał budowlany
Australijscy badacze postanowili sprawdzić, czy tego problemu nie można rozwiązać jednocześnie rozwiązując inny, pozornie zupełnie niezwiązany. Tym drugim problemem jest stale rosnące zapotrzebowanie na beton. Rocznie globalnie zużywamy 30 miliardów ton betonu, co wymaga produkcji 4 miliardów ton cementu. Ta produkcja jest bardzo obciążająca dla środowiska - branża cementowa jest jednym z głównych emitentów gazów cieplarnianych - i jednocześnie bardzo trudna dla dekarbonizacji. A to tylko część ze środowiskowych skutków betonowego boomu.
"Stałe wydobycie naturalnego piasku - zwykle pobieranego z koryt rzek i brzegów - w celu zaspokojenia szybko rosnących wymagań branży budowlanej ma duży wpływ na środowisko" powiedziała Jie Li, inżynier z RMIT. "Wyzwania obejmują ograniczoną ilość nadającego się do wykorzystania piasku i środowiskowe konsekwencje jego wydobycia. Dzięki podejściu opartemu na gospodarce o obiegu zamkniętym moglibyśmy zapobiec składowaniu odpadów organicznych, a także lepiej chronić nasze zasoby naturalne, takie jak piasek."
I właśnie do tego miałyby przydać się fusy. Ale, jak wykazały testy przeprowadzone przez Australijczyków, ich wykorzystanie nie tylko pozwala zaoszczędzić piasek, ale sprawia też, że powstały materiał jest bardziej wytrzymały, niż beton konwencjonalny.
Jak zmienić kawę w beton
Produkty organiczne, takie jak fusy z kawy, nie mogą być dodawane bezpośrednio do betonu, ponieważ wyciekają z nich chemikalia, które osłabiają wytrzymałość materiału budowlanego. Zespół podgrzał więc odpady kawowe do temperatury ponad 350°C, pozbawiając je jednocześnie tlenu. Proces ten nazywa się pirolizą. Rozkłada cząsteczki organiczne, w wyniku czego powstaje porowaty, bogaty w węgiel węgiel drzewny zwany biowęglem, który może tworzyć wiązania i w ten sposób włączać się do matrycy cementowej.
Naukowcy pracują teraz nad precyzyjnym zbadaniem właściwości nowego materiału. Weryfikują to, jak przez długi czas zachowuje się poddany cyklom zamrażania/rozmrażania, absorpcji wody, ścierania i wielu innych czynników stresogennych. Zespół pracuje także nad stworzeniem biowęgla z innych źródeł odpadów organicznych, w tym drewna, odpadów spożywczych i odpadów rolniczych.
"Nasze badania są na wczesnym etapie, ale te ekscytujące odkrycia oferują innowacyjny sposób znacznego zmniejszenia ilości odpadów organicznych trafiających na wysypiska" - powiedziała inżynier RMIT Shannon Kilmartin-Lynch.
