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最新研究!咖啡渣代替砂子拌制混凝土,强度提高30%!
文章出处: 责任编辑: 发布时间:2023-09-05 点击数:

澳大利亚皇家墨尔本理工大学(RMIT)的研究团队发现,咖啡渣经过特殊处理后,可以在混凝土生产过程中替代砂子。

咖啡是全世界消耗量最高的饮料,这也导致咖啡渣的数量相当大很特别,据估计,全球每年产生的咖啡渣总量,达到惊人的5400万公吨。这种植物型废料一般来说都是“回归自然”,填进埯埋场里分解。然而这也不环保,分解过程也会产生二氧化碳或甲烷。

新的研究发现,把咖啡渣填进水泥里拌成混凝土,是一种更好的做法,强度非但没有减弱,还提高30%。而且也减少了河沙等自然资源的消耗,兼顾环保与实用,一举多得。

新阿特拉斯(New Altas)报导,澳洲皇家墨尔本理工大学(RMIT University)的拉吉夫•罗伊查德(Rajeev Roychand)教授,正在尝试更环保的混凝土配方,在研究过程中,就把咖啡渣加入水泥里,做为代替河沙的骨材。

罗伊查德(Rajeev Roychand) 表示:“这算是为咖啡加上了另一种用途。”

研究人员从墨尔本各地的咖啡馆收集咖啡渣,并将其干燥以除去水分,然后加热到350度与500度,这种为热解,形成有机炭。

研究人员将350度与500度加热的咖啡渣,以不同的比例掺进波特兰水泥中,作为替代沙子的骨材,比例从0%、5%、10%、15% 到最大比例的20 %,这些比例不同的混凝土在室温下固化24小时,之后开始测试强度,并以扫描式电子显微镜(SEM)进行分析。

研究人员发现,进行350度热解的咖啡渣,以15%的比例混入水泥中,这种混凝土的强度最好,与普通配方相比,提高了29.3%的抗压强度。

虽然这项研究仍处于早期阶段,但研究人员表示,前景非常有希望,而且鉴于咖啡的全球使用量,它有可能成为世界各地的建筑材料。

研究团队成员林奇(Shannon Kilmartin-Lynch) 表示:“这种创新方法,可以大大减少垃圾量,即使是生物废料,也是需要减少进入垃圾填埋场的数量。”

除了节省垃圾填埋场空间外,咖啡混凝土还解决了另一个环境问题:保护有限的自然资源。为了建设,全球每年大约采掘40至500 亿吨的河沙和砾石。


你可能会好奇,咖啡渣是怎么变成混凝土的呢?其实,这个过程并不复杂,只需要以下几个步骤:

第一步,收集咖啡渣。研究人员从墨尔本各地的咖啡馆收集了大量的咖啡渣,这些咖啡渣原本都是要被丢弃的废物,但在研究人员的眼中,它们却是一种宝贵的资源。

第二步,干燥咖啡渣。由于咖啡渣含有大量的水分,所以需要先将其干燥以除去水分。研究人员将咖啡渣放在一个大型的烘干机中,让其完全干燥。

第三步,加热咖啡渣。为了让咖啡渣更适合作为混凝土的骨材,研究人员还需要对其进行一种叫做热解的处理。热解就是在没有氧气的情况下加热有机物质,使其分解成有机炭。研究人员将干燥后的咖啡渣加热到350度与500度两种不同的温度,并分别收集产生的有机炭。

第四步,掺入水泥。最后一步就是将不同比例的有机炭掺入波特兰水泥中,作为替代沙子的骨材。研究人员尝试了从0%到20%不等的比例,并将这些混合物拌成混凝土。