В 29% прочнее: почему бетон с кофейной гущей — будущее строительства

Кофе — это не только популярный напиток, но и потенциальный инструмент для революционных изменений в строительной отрасли. Недавнее исследование, опубликованное в журнале «Чистое производство», показало, что кофейная гуща (SCG) может улучшить свойства бетона, став устойчивой альтернативой традиционным материалам.

Отходы в дело: как кофейная гуща становится ресурсом

Ежегодно на свалки отправляется огромное количество органических отходов, включая кофейную гущу, что вносит значительный вклад в выбросы парниковых газов. В частности, метан, выделяющийся при разложении таких отходов, в 21 раз сильнее влияет на климат, чем углекислый газ.

Исследователи предложили переработку кофейной гущи для частичной замены песка в бетоне, что открывает новые возможности для использования отходов и уменьшения нагрузки на природные ресурсы.

Пиролиз: ключ к успеху

Основой технологии является процесс пиролиза, при котором кофейная гуща нагревается до температуры 350 °C в бескислородной среде. Этот процесс превращает гущу в биоуголь — пористый материал, богатый углеродом.

Преимущества биоугля:

1. Повышение прочности бетона: Заменяя до 15% песка, биоуголь, полученный при 350 °C, увеличивает прочность бетона на сжатие на 29,3%.
2. Улучшенная связка: Биоуголь улучшает взаимодействие с цементной массой, создавая более прочную микроструктуру.
3. Структурное укрепление: Его пористая структура позволяет цементу проникать в смесь, усиливая её.
4. Оптимизация отверждения: Поры биоугля удерживают воду, которая высвобождается постепенно, улучшая процесс затвердевания.

Однако, если кофейная гуща подвергается нагреву до 500 °C, её структура становится более хрупкой, что снижает эффективность в бетоне.

Экологический и экономический прорыв

Использование кофейной гущи вместо песка в бетонных смесях не только решает проблему отходов, но и снижает экологическую нагрузку. Этот подход позволяет сократить добычу песка, уменьшить углеродный след и снизить затраты на транспортировку и производство традиционных материалов.

Что дальше?

Исследование открывает путь к устойчивым строительным решениям, одновременно предлагая эффективный способ переработки кофейных отходов. Благодаря экологическим и экономическим преимуществам биоуголь может стать ключевым компонентом в создании «зелёного» бетона будущего.