Кофейная гуща сделала бетон на 30% прочнее


Отработанная кофейная гуща / © Flickr / Автор: Lampronia Auxilius

Кофе — самый популярный безалкогольный напиток в большинстве стран. Согласно всемирной статистике, в 2020-2021-х люди потребили почти 10 миллионов тонн кофейных зерен. После варки кофе остается очень много отработанной гущи, которую выбрасывают на свалку. По грубым оценкам специалистов, каждый год в мусорных контейнерах оказывается до 54 миллионов тонн этой гущи.

Кофейным остаткам давно нашли практическое применение — в строительстве, например, дорог. В 2016 году исследователи из Австралии узнали, что если собрать отработанную кофейную гущу из одних только кофеен Мельбурна, то с ее помощью можно строить по пять километров дорог в год.

Ученые из Мельбурнского королевского технологического университета решили попробовать еще один вариант использования отработанной кофейной гущи в строительстве — в бетонных смесях. Результаты их работы опубликованы в журнале Journal of Cleaner Production.

Для приготовления бетона необходимы песок, вода, цемент. Песок выполняет функцию мелкого заполнителя в смеси и необходим для того, чтобы сделать бетон прочным. Благодаря песку смесь получается густой и плотной. Исследователи из Австралии заменили песок на кофейные отходы и проверили, станет ли бетон еще прочнее.

Сперва ученые собрали кофейную гущу в кофейнях Мельбурна и высушили ее, чтобы удалить влагу. Потом высушенный материал нагревали при двух разных температурах — 350 и 500 градусов Цельсия. Для этого ученые использовали процесс пиролиза, чтобы из гущи произвести биоуголь.

Дальше исследователи работали с двумя группами составов смесей, в которых в качестве мелкого заполнителя использовали биоуголь на основе отработанной кофейной гущи и песок соответственно. Для изготовления бетонной смеси в портландцемент добавляли разные пропорции биоугля и песка: 5, 10, 15 и 20%. 

Полученные смеси с разными пропорциями заполнителя заливали в формы и при помощи вибрации удаляли воздушные полости. Затем готовый бетон извлекали из форм и клали в резервуар с водой, чтобы произошло его полное отверждение. После бетон при разных температурах (350 и 500 градусов Цельсия) испытывали на прочность на сжатие, то есть проверяли, какое давление он сможет выдержать.

Эксперименты показали, что из всех испытанных бетонных смесей самой эффективной оказалась та, в которой в качестве мелкого заполнителя использовалось 15% отработанной кофейной гущи (биоугля), нагретой до 350 градусов. Такой бетон показал значительные улучшения свойств материала, что привело к увеличению его прочности на 29,3% по сравнению с бетонными смесями, в которых был песок.

«Наше исследование показало, что есть способ, который может решить проблему кофейных отходов, — строительство. Нам нужно научиться внедрять отработанную гущу в эту сферу, тогда на свалках станет меньше отходов», — объяснил Цзе Ли, соавтор исследования.

По словам австралийских исследователей, технология «кофейного» производства бетона поможет справиться еще с одной экологической проблемой: сохранить природные ресурсы. Природный песок обладает ограниченными запасами, и это не возобновляемый ресурс. Ежегодно люди добывают примерно от 40 до 50 миллиардов тонн песка и гравия, чтобы затем применять их в строительстве. Если люди научатся использовать отработанную кофейную гущу в качестве основы строительных материалов, где применяют песок, его добыча сократится в разы.


Source: https://lib.zaplata.ru/nauka/kofeinaia-gysha-sdelala-beton-na-30-prochnee.html

Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии
guest

Ученые достигли прорыва в производстве водородного топлива

©Wikipedia / Автор: Caristania Fabricius Исследователи из Университета имени Бен-Гуриона и Техниона — Израильского технологического института — открыли...

Назван элемент, который имел решающее значение для эволюции сложной жизни, помимо кислорода

Дикинсония – представитель эдиакарской биоты / ©Getty images / Автор: Caristania Fabricius Железо — незаменимый компонент белков и...

Создан негорючий электролит для аккумуляторов

©Jian-Cheng Lai, Stanford University / Автор: Иван Беляев Сегодня цивилизация как никогда прежде зависит от портативных источников энергии,...

В картине Рембрандта нашли необычное химическое соединение

В картине Рембрандта нашли необычное химическое соединение / ©Getty images / Автор: Caristania Fabricius Полотно «Ночной дозор», написанное...

Ученые НИТУ «МИСиС» впервые в мире создали MAX-фазу с магнитными свойствами

Опытный образец MAX-фазы на основе ванадия и железа, полученный на кафедре функциональных наносистем и высокотемпературных материалов НИТУ «МИСиС»...

Углеродные нанотрубки смогли превратить тепло в свет

©Wikipedia / Автор: Татьяна Соловьёва Инфракрасное излучение — компонент солнечного света, который переносит тепло, но это лишь небольшая...

Грибки помогут избавиться от неприятного запаха скунса

©Wikipedia / Автор: Наталья Федосеева Американские скунсы используют не совсем обычный для млекопитающих инструмент защиты: в случае опасности...

Ученые выяснили, как радиация изменяет состав картошки

Клубни картофеля / © LazyFlora / Автор: Milonia Larcius Среди множества способов стерилизовать предназначенные для долгого хранения субстанции...

Шедевры датской живописи оказались написаны с помощью пива

«Женщина перед зеркалом». Кристоффер Вильхельм Эккерсберг, 1841 год (фрагмент) / ©Hirschsprung Collection / Автор: Александр Литвинов Первая половина...

Найдена связь сверхпроводимости с таблицей Менделеева

©Wikipedia / Автор: Александр Литвинов Результаты исследования опубликованы в журнале The Journal of Physical Chemistry Letters. Высокотемпературная сверхпроводимость —...

Нобелевскую премию по химии — 2022 получили ученые из США и Дании

Каролин Рут Бертоцци, Мортен П. Мелдал и Карл Барри Шарплесс / @ NobelPrize / Автор: Lampronia Auxilius Шведская...

Описан механизм разрушения дисульфидной S-S связи в соединениях палладия с серосодержащими биомолекулами

Палладий / ©promdevelop.ru / Автор: Татьяна Соловьёва При диспропорционировании один и тот же элемент отдает и принимает электроны,...

Искусственный интеллект научился определять свойства любых молекул, решая уравнение Шредингера

Пример определения свойств молекулы циклобутадиена разными методами. PauliNet сравнивается с двумя вариантами связанных кластеров (MR-CC и CCSD), а...

Создан гель для предотвращения лесных пожаров

©Wikipedia / Автор: Ирина Мельникова Лесные пожары — важная часть многих экосистем. Но столетия, в течение которых люди борются...

Химики выяснили, что Влад Цепеш Дракула плакал кровавыми слезами

Влад Цепеш Дракула / ©Getty images / Автор: Ptolemocratia Acerronius Влад III Басараб, он же Влад Цепеш, он...

Ученые впервые измерили теплопередачу одной молекулы

©Wikipedia / Автор: Lampronia Auxilius В процессе работы все вычислительные устройства выделяют тепло согласно закону Джоуля — Ленца....

В метеоритах впервые обнаружили полный набор компонентов для создания ДНК

© iStock / Автор: Sycophanta Duccius Все молекулы ДНК и РНК, переносящие информацию, необходимую для нормального функционирования каждого...

Для получения синтез-газа предложен искусственный «фотосинтез»

«Искусственный лист» в лаборатории / ©University of Cambridge, Virgil Andrei / Автор: Павел Сорокин Для промышленного синтеза различных...

Химики из «Сколтеха» объяснили стабильность углеводородов «магией»

«Карта» стабильности углеводородов. По осям координат отмечено количество атомов в молекуле (n — углерода, m — водорода), высота...

Материал для атомных реакторов стал прочнее

Атомный реактор / ©finobzor.ru / Автор: Sycophanta Duccius Эти свойства не теряются при нагреве до 700°С. Результаты работы...