Odpad z kávy robí betón pevnejším o 30 %

Vedci zistili, že betón môže byť o 30 % pevnejší, ak sa časť piesku nahradí použitou kávovou usadeninou, organickým odpadom, ktorý sa produkuje v obrovských množstvách a zvyčajne končí na skládkach. Táto metóda takisto znižuje spotrebu prírodných zdrojov, ako je piesok, čím ďalej prispieva k ekologickejšiemu prístupu k výstavbe v rámci cirkulárneho hospodárstva. Odhaduje sa, že na celom svete sa ročne vyprodukuje 60 miliónov ton použitej kávovej usadeniny. Výskumníci z univerzity RMIT teraz našli praktické využitie tohto špecifického druhu odpadu: jeho zabudovanie do betónu.

Pre jemnú veľkosť častíc bola kávová usadenina navrhnutá ako užitočná zložka v stavebníctve a stavebných aplikáciách. Výskumníci sa preto rozhodli túto skutočnosť otestovať. Najprv zozbierali kávovú usadeninu z rôznych kaviarní v okolí Melbourne v Austrálii a vysušili ju, aby odstránili vlhkosť. Potom vysušený organický materiál zahriali na dve rôzne teploty – buď 350 °C, alebo 500 °C – pomocou nízkoenergetického procesu bez kyslíka, ktorý sa nazýva pyrolýza, aby sa vytvoril biouhlíkový materiál. Na porovnanie účinkov kávovej usadeniny v neupravenej forme, zahriatej na 350 stupňov a zahriatej na 500 stupňov na mechanické a mikroštruktúrne správanie betónu sa použilo dvanásť návrhov zmesí.

Rôzne druhy usadeniny sa pridávali do bežného portlandského cementu v objeme 0 %, 5 %, 10 %, 15 % a 20 % ako náhrada jemného kameniva, v tomto prípade prírodného piesku. Čerstvý betón sa nalial do foriem a potriasol, aby sa odstránili vzduchové bubliny. Potom sa vytvrdzoval pri izbovej teplote počas 24 hodín, vybral sa z formy a vytvrdzoval vo vodnej nádrži. Následne sa uskutočnila skúška pevnosti v tlaku a analýza pomocou röntgenovej difrakcie (XRD) a skenovacej elektrónovej mikroskopie (SEM). Pevnosť v tlaku je maximálne tlakové napätie, ktoré môže pevný materiál vydržať bez toho, aby došlo k jeho porušeniu.

Výskumníci zistili, že zo všetkých testovaných betónových kompozitov viedol k výraznému zlepšeniu materiálových vlastností ten, v ktorom nahradili 15 % piesku kávovou usadeninou po pyrolýze pri 350 °C, čo spôsobilo zvýšenie pevnosti v tlaku o 29,3 %. Hoci je výskum ešte len v počiatočnom štádiu, výskumníci tvrdia, že výsledky sú sľubné a vzhľadom na rozšírenosť kávy by táto metóda mohla využívať v stavebníctve na celom svete.

Okrem úspory miesta na skládkach rieši nová technika výroby betónu aj ďalší environmentálny problém: ochranu obmedzených prírodných zdrojov. Každý rok totiž vyťažíme približne 40 až 50 miliárd ton piesku a štrku na použitie v stavebníctve. Neustála ťažba prírodného piesku na celom svete (zvyčajne z riečnych korýt a brehov) s cieľom uspokojiť rýchlo rastúce požiadavky stavebného priemyslu má veľký vplyv na životné prostredie. Štúdia bola uverejnená v časopise Journal of Cleaner Production.

Zdroj: newatlas.com.