Θα μπορούσαμε να παράγουμε σκυρόδεμα που είναι 30% ανθεκτικότερο με την επεξεργασία και την προσθήκη από το κατακάθι του καφέ στο μείγμα, ανακάλυψαν ερευνητές στην Αυστραλία.
Η έξυπνη «συνταγή» τους θα μπορούσε να λύσει πολλά προβλήματα ταυτόχρονα, αναφέρει το Science Alert.
Κάθε χρόνο ο κόσμος παράγει 10 δισεκατομμύρια κιλά απορριμμάτων καφέ παγκοσμίως. Τα περισσότερα καταλήγουν σε χωματερές.
«Η διάθεση των οργανικών αποβλήτων αποτελεί περιβαλλοντική πρόκληση καθώς εκπέμπει μεγάλες ποσότητες αερίων του θερμοκηπίου, συμπεριλαμβανομένου του μεθανίου και του διοξειδίου του άνθρακα, που συμβάλλουν στην κλιματική αλλαγή», εξήγησε ο μηχανικός του Πανεπιστημίου RMIT Rajeev Roychand.
Με μια ακμάζουσα κατασκευαστική αγορά παγκοσμίως , υπάρχει επίσης μια ολοένα αυξανόμενη ζήτηση για ισχυρότερο σκυρόδεμα έντασης, προκαλώντας επίσης μια άλλη σειρά περιβαλλοντικών προκλήσεων.
«Η συνεχιζόμενη εξόρυξη φυσικής άμμου σε όλο τον κόσμο - που συνήθως λαμβάνεται από κοίτες και όχθες ποταμών - για την κάλυψη των ταχέως αυξανόμενων απαιτήσεων της κατασκευαστικής βιομηχανίας έχει μεγάλο αντίκτυπο στο περιβάλλον», δήλωσε ο μηχανικός του RMIT Jie Li.
«Υπάρχουν κρίσιμες και μακροχρόνιες προκλήσεις στη διατήρηση μιας βιώσιμης παροχής άμμου λόγω της πεπερασμένης φύσης των πόρων και των περιβαλλοντικών επιπτώσεων της εξόρυξης άμμου. Με μια προσέγγιση κυκλικής οικονομίας, θα μπορούσαμε να κρατήσουμε τα οργανικά απόβλητα εκτός χωματερών και επίσης να διατηρήσουμε καλύτερα οι φυσικοί μας πόροι όπως η άμμος».
Τα βιολογικά προϊόντα όπως το κατακάθι του καφέ δεν μπορούν να προστεθούν απευθείας στο σκυρόδεμα επειδή διαρρέουν χημικές ουσίες που εξασθενούν την αντοχή του δομικού υλικού. Έτσι, χρησιμοποιώντας χαμηλά επίπεδα ενέργειας, η ομάδα ζέστανε το κατακάθι από τον καφέ σε θερμοκρασία άνω των 350 °C ενώ το στερούσε οξυγόνο.
Αυτή η διαδικασία ονομάζεται πυρόλυση . Διασπά τα οργανικά μόρια, με αποτέλεσμα έναν πορώδες, πλούσιο σε άνθρακα άνθρακα που ονομάζεται βιοκάρβουνο , ο οποίος μπορεί να σχηματίσει δεσμούς και έτσι να ενσωματωθεί στο τσιμέντο.
Ο Roychand και οι συνεργάτες του προσπάθησαν επίσης να πυρολύσουν το κατακάθι του καφέ στους 500 °C, αλλά τα σωματίδια που προέκυψαν δεν ήταν τόσο ισχυρά.
Οι ερευνητές προειδοποίησαν ότι πρέπει ακόμα να αξιολογήσουν τη μακροπρόθεσμη ανθεκτικότητα του προϊόντος τσιμέντου τους. Τώρα εργάζονται για να δοκιμάσουν πώς λειτουργεί το υβριδικό καφέ-τσιμέντο σε κύκλους κατάψυξης/απόψυξης, απορρόφησης νερού, εκδορών και πολλών άλλων στρεσογόνων παραγόντων.
Η ομάδα εργάζεται επίσης για τη δημιουργία βιοαπανθράκων από άλλες πηγές οργανικών αποβλήτων, συμπεριλαμβανομένου του ξύλου, των απορριμμάτων τροφίμων και των γεωργικών απορριμμάτων.
«Η έρευνά μας βρίσκεται στα αρχικά στάδια, αλλά αυτά τα συναρπαστικά ευρήματα προσφέρουν έναν καινοτόμο τρόπο για να μειωθεί σημαντικά η ποσότητα των οργανικών αποβλήτων που πηγαίνουν στους χώρους υγειονομικής ταφής», δήλωσε ο μηχανικός του RMIT Shannon Kilmartin-Lynch.
Η έρευνά τους δημοσιεύτηκε στο Journal of Cleaner Production .