Новини науки

Австралійські дослідники стверджують, що бетон буде на 30 відсотків міцнішим, якщо до нього додавати обвуглену кавову гущу.

Винахід учених Міжнародного університету технологій та дизайну Австралії (RMIT) допоможе одночасно розв’язати кілька проблем.

Щороку у світі залишається приголомшлива кількість кавових відходів: 10 мільярдів кілограмів. Більшість з них потрапляє на звалища.

"Утилізація органічних відходів є екологічною проблемою, оскільки вона призводить до викидів великої кількості парникових газів, зокрема метану та вуглекислого газу, які сприяють зміні клімату", – зазначив інженер-дослідник RMIT Раджив Ройчанд.

Бурхливий розквіт будівництва по всьому світу спричиняє зростання попиту на ресурсомісткий бетон. А це також створює екологічні проблеми.

"Видобуток природного піску по всьому світу (зазвичай з русел і берегів річок) для задоволення потреб будівельної галузі, що зростають, істотно впливає на довкілля", – наголосив Цзе Лі, інженер-дослідник RMIT.

Він розповів ScienceAlert, що нині існують «критичні та довгострокові проблеми щодо постачання піску через обмеженість ресурсів та вплив видобутку піску на навколишнє середовище». Університетська команда вважає за необхідне не допускати потрапляння органічних відходів на звалища, а також виступає за збереження природних ресурсів, таких як пісок.

Про що дізналися вчені?

Органічні продукти, такі як кавова гуща, не можна додавати безпосередньо до бетону, оскільки вони пропускають хімікати, що послаблюють міцність будівельного матеріалу. Тому, використовуючи низькі рівні енергії, команда дослідників нагріла кавові відходи до температури понад 350 °C, позбавивши їх кисню.

Цей процес називається піролізом. Він руйнує органічні молекули, внаслідок чого виходить пористе, багате на вуглець деревне вугілля, так зване біовугілля. Воно може утворювати зв’язки та вбудовуватися в цементну матрицю.

Пан Ройчанд та його колеги намагалися також піддати піролізу кавову гущу за температури 500 °C, але отримані часточки біовугілля виявилися не надто міцними.

Дослідники попередили: їм потрібно оцінити довгострокову міцність свого цементного продукту. Нині вони тестують гібридний кавовий цемент на предмет поводження в циклах заморожування/відтавання, водопоглинання та багатьох інших стресових ситуаціях.

Команда також працює над створенням біовугілля з інших органічних відходів, як-от деревина, харчові та сільськогосподарські відходи.

«Наші дослідження нині – на ранній стадії, але ці захоплюючі відкриття пропонують інноваційний спосіб значного скорочення кількості органічних відходів, що відправляються на звалище», – зауважив Шеннон Кілмартін-Лінч, співавтор роботи.

Результати дослідження опублікувало видання Journal of Cleaner Production.