Vedci z ruskej Don State Technical University (DSTU) vyvinuli betónovú zmes obsahujúcu biouhlie vyrobené z kávovej usadeniny v spolupráci s medzinárodným tímom vedcov.
Navrhli tiež nový spôsob výroby modifikujúcej prísady. Podľa tímu táto inovácia znižuje spotrebu cementu približne o 10 % a zároveň zvyšuje kvalitu produktu. Zistenia boli publikované v časopise Recycling.
Káva je jedným z najobľúbenejších nápojov na svete, ktorý produkuje približne dva kilogramy mletej na každý kilogram uvarenej instantnej kávy, poznamenali výskumníci DSTU. To sa premieta do približne 14 miliónov ton mokrého kávového odpadu ročne, vzhľadom na sedem miliónov ton kávy vyprodukovanej na celom svete ročne.
Vedci vysvetlili, že organické materiály, ako je kávová usadenina, nemožno priamo pridávať do betónu, pretože uvoľňujú chemikálie, ktoré oslabujú stavebný materiál. Aby sa to prekonalo, tím zohrial kávovú usadeninu na 400 °C, aby sa odstránil kyslík, a potom ju rozdrvil na porézne uhlie bohaté na uhlík známe ako biouhlie.
Tím DSTU v spolupráci s vedcami z Azerbajdžanu, Libanonu a Turkiye nahradil časť cementu pri výrobe betónu biouhoľom. Zistili, že táto prísada nielen znížila spotrebu cementu, ale aj zlepšila vlastnosti výsledného betónu. Na dosiahnutie optimálnych vlastností betónu by obsah biouhlia mal tvoriť asi 4 % hmotnosti zmesi.
„Výsledný betón má vynikajúce fyzikálne a mechanické vlastnosti a vysokokvalitnú štruktúru. Môže byť použitý v projektoch bytovej, obchodnej a sociálnej výstavby,“ povedal Sergey Stelmakh, vedúci oddelenia výstavby unikátnych budov a konštrukcií DSTU a jeden z autorov štúdie.
Dodal, že pri použití v racionálnych dávkach (nie viac ako 8 %) pôsobí biouhlie z kávovej usadeniny ako minerálne plnivo. Jeho častice zahusťujú betónovú štruktúru, robia ju rovnomernejšou a zvyšujú pevnosť materiálu.
„Mikroskopické snímky ukazujú, že celková distribúcia biouhlia v betóne je rovnomerná, bez zón oslabenia alebo nadmerného vystuženia. Podľa nášho názoru je tento výskum univerzálny a mohol by nájsť uplatnenie v iných krajinách, najmä v tých, ktoré sú hlavnými exportérmi kávy.“ ako Brazília, Vietnam, Kolumbia a Indonézia,“ poznamenal Stelmakh.
Budúci výskum sa zameria na štúdium charakteristík trvanlivosti betónu s prísadami biouhlia. Vedci plánujú uskutočniť experimenty s mrazuvzdornosťou, nepriepustnosťou vody a odolnosťou voči striedavým cyklom vlhčenia a sušenia. Ich cieľom je implementovať tieto nové kompozície aj do výroby betónu.