Австралийские ученые нашли способ сделать бетон прочнее, добавляя кофейную гущу

Во всем мире, пишет CNN, люди выпивают более 2 миллиардов чашек кофе ежедневно. Каждый год остается около 60 миллионов тонн отработанной кофейной гущи.

Лишь малая часть этой массы используется повторно (в основном для удобрения почвы). Большая же часть либо сжигается, либо оказывается на свалке. Там кофейная гуща разлагается и выделяет метан.

Согласно недавнему исследованию, кофейную гущу можно использовать в качестве ингредиента в бетоне и даже тем самым сделать его прочнее.

«Мы подумали об этой идее за чашкой кофе, – объясняет научный сотрудник Инженерной школы Университета RMIT в Мельбурне (Австралия) и руководитель исследования Раджив Ройчанд. – Мы обжарили отработанный молотый кофе в отсутствие кислорода и получили так называемый биоуголь. Когда мы добавили его в бетон в качестве замены песка, это обеспечило увеличение прочности материала на 30%».

Бетон состоит из четырех основных ингредиентов: воды, гравия, песка и цемента. Это наиболее широко используемый строительный материал в мире. Сейчас люди используют около 30 миллиардов тонн бетона в год. Это в три раза больше, чем 40 лет назад.

Как уже пояснял ученый, он и его команда частично заменили песок биоуглем, полученным из кофейных отходов. Полученный бетон оказался на 30% прочнее обычного.

По словам Ройчанда, в обычном бетоне со временем уменьшается количество влаги. Такой эффект высыхания вызывает усадку и растрескивание на микроуровне, ослабляя материал.

Исследователи убеждены: биоуголь из кофейных отходов может замедлить этот естественный процесс. По словам Ройчанда, когда биоуголь смешивается с бетоном, его частицы действуют как крошечные резервуары с водой. Когда материал схватывается и начинает затвердевать, биоуголь медленно выделяет воду, по существу регидратируя окружающий материал и уменьшая воздействие усадки и растрескивания.

По словам профессора строительных инноваций Университета Шеффилда в Великобритании Кипроса Пилакутаса, исследование интригует с технологической точки зрения.

Однако он считает маловероятным, что бетон, полученный таким способом, когда-либо найдет широкое применение в крупномасштабных проектах: «Основная проблема с отходами – это их сбор и переработка. Хотя было бы здорово собрать всю кофейную гущу со всей страны, связанные с этим затраты были бы значительными и непомерно высокими».

Он добавляет, что пиролиз (процесс, посредством которого производится биоуголь) не является бесплатным, и полагает, что маловероятно, что высокие концентрации углерода в бетоне повысят его долговечность.

Ройчанд отмечает, что сбор отходов уже стал обычным явлением и что ряд компаний в Австралии сосредоточились на переработке кофейных отходов. Он также объяснил: стоимость пиролиза в основном связана с первоначальными инвестициями в оборудование и что биоуголь производится при гораздо более низкой температуре, чем цемент (350 градусов по Цельсию по сравнению с примерно 1450 градусами).

Ученый утверждает, что открытие уже вызвало интерес как со стороны строительных компаний, так и со стороны организаций, перерабатывающих кофейную гущу, и его команда сейчас работает с местными советами Австралии, чтобы начать полевые демонстрации.

«Одна из вещей, которые мы будем делать, — это следить за состоянием бетона с течением времени, от шести месяцев до одного года, – поясняет Ройчанд. – Это гарантирует, что биоуголь сохранит свои свойства с течением времени».