کشف کاربرد تفاله قهوه؛ افزایش ۳۰ درصدی استحکام بتن
پژوهشگران استرالیایی کشف کرده‌اند که باقی‌مانده دانه‌های قهوه پس از سوزاندن، می‌تواند بتن را تا ۳۰ درصد مقاوم‌تر کند؛ این یافته می‌تواند هم‌زمان چند مشکل زیست‌محیطی را حل کند.
به گزارش سیناپرس، هر سال حدود ۱۰ میلیارد کیلوگرم ضایعات قهوه در جهان تولید می‌شود که بیشتر آن در محل‌های دفن زباله انباشته می‌شود. راجیو رویچند (Rajeev Roychand)، مهندس مؤسسه سلطنتی فناوری ملبورن، می‌گوید: دفع زباله‌های آلی چالشی زیست‌محیطی است، چون مقادیر زیادی گاز گلخانه‌ای از جمله متان و دی‌اکسید کربن منتشر می‌کند که به تغییر اقلیم کمک می‌کند.
از سوی دیگر، بازار ساخت‌وساز جهانی در حال رشد است و تقاضا برای بتن، که به منابع زیادی نیاز دارد، پیوسته افزایش می‌یابد. جی لی (Jie Li)، مهندس مؤسسه سلطنتی فناوری ملبورن، می‌گوید: استخراج مداوم شن طبیعی از بستر و سواحل رودخانه‌ها برای پاسخ به نیاز روزافزون صنعت ساخت‌وساز، تأثیر بزرگی بر محیط‌زیست دارد. با رویکرد اقتصاد چرخشی می‌توانیم زباله‌های آلی را از محل‌های دفن دور نگه داریم و منابع طبیعی مانند شن را بهتر حفظ کنیم.
چرا نمی‌توان قهوه را مستقیماً به بتن اضافه کرد؟
محصولات آلی مانند باقی‌مانده قهوه را نمی‌توان مستقیماً به بتن اضافه کرد، چون مواد شیمیایی آزاد می‌کنند که استحکام مصالح ساختمانی را ضعیف می‌کند؛ بنابراین، گروه پژوهشی با استفاده از انرژی کم، ضایعات قهوه را تا بیش از ۳۵۰ درجه سانتی‌گراد حرارت داد و هم‌زمان اکسیژن را از آن گرفت؛ این فرایند پیرولیز (pyrolysis) نام دارد. در پیرولیز، گرما بدون حضور اکسیژن، مولکول‌های آلی را تجزیه می‌کند و زغالی متخلخل و غنی از کربن به نام بیوچار (biochar) باقی می‌گذارد.
بیوچار می‌تواند با خمیر سیمان پیوند بخورد و در آن ادغام شود. پژوهشگران همچنین نسخه‌ای از بیوچار را در دمای بالاتر (۵۰۰ درجه سانتی‌گراد) تولید کردند، اما این ذرات استحکام کمتری داشتند؛ به همین دلیل، دمای حدود ۳۵۰ درجه برای تولید بیوچار قوی‌تر مناسب‌تر تشخیص داده شد.
آزمایش در دنیای واقعی
در سال ۲۰۲۴ میلادی، مؤسسه سلطنتی فناوری ملبورن و شورای منطقه ماسدون رنجز (Macedon Ranges Shire Council) یک آزمایش واقعی را برای نخستین‌بار در جهان انجام دادند: آن‌ها در شهر گیسبورن در ایالت ویکتوریای استرالیا یک پیاده‌رو ساختند و آن را به سه بخش تقسیم کردند: بخشی با بتن حاوی بیوچار قهوه، بخشی با بیوچار حاصل از چیپس چوب و بخشی با بتن استاندارد. هدف، مقایسه عملکرد این سه ماده بود.
چرا نمی‌توان قهوه را مستقیماً به بتن اضافه کرد؟
محصولات آلی مانند باقی‌مانده قهوه را نمی‌توان مستقیماً به بتن اضافه کرد، چون مواد شیمیایی آزاد می‌کنند که استحکام مصالح ساختمانی را ضعیف می‌کند؛ بنابراین، گروه پژوهشی با استفاده از انرژی کم، ضایعات قهوه را تا بیش از ۳۵۰ درجه سانتی‌گراد حرارت داد و هم‌زمان اکسیژن را از آن گرفت؛ این فرایند پیرولیز (pyrolysis) نام دارد. در پیرولیز، گرما بدون حضور اکسیژن، مولکول‌های آلی را تجزیه می‌کند و زغالی متخلخل و غنی از کربن به نام بیوچار (biochar) باقی می‌گذارد.
به نقل از ایرنا، بیوچار می‌تواند با خمیر سیمان پیوند بخورد و در آن ادغام شود. پژوهشگران همچنین نسخه‌ای از بیوچار را در دمای بالاتر (۵۰۰ درجه سانتی‌گراد) تولید کردند، اما این ذرات استحکام کمتری داشتند؛ به همین دلیل، دمای حدود ۳۵۰ درجه برای تولید بیوچار قوی‌تر مناسب‌تر تشخیص داده شد.
آزمایش در دنیای واقعی
در سال ۲۰۲۴ میلادی، مؤسسه سلطنتی فناوری ملبورن و شورای منطقه ماسدون رنجز (Macedon Ranges Shire Council) یک آزمایش واقعی را برای نخستین‌بار در جهان انجام دادند: آن‌ها در شهر گیسبورن در ایالت ویکتوریای استرالیا یک پیاده‌رو ساختند و آن را به سه بخش تقسیم کردند: بخشی با بتن حاوی بیوچار قهوه، بخشی با بیوچار حاصل از چیپس چوب و بخشی با بتن استاندارد. هدف، مقایسه عملکرد این سه ماده بود.
