دانشمندان به کمک تفاله قهوه می‌خواهند ترکیب مفیدی از مصالح ساختمانی تولید کنند تا آثار زیست محیطی ساخت و ساز را هم کاهش دهند.
محققان در استرالیا کشف کردند که با پردازش و افزودن تفاله قهوه سوخته به یک ترکیب مخصوص، می‌توانیم بتنی تولید کنیم که ۳۰ درصد مقاوم‌تر باشد.
دستور ترکیب هوشمندانه آن‌ها می‌تواند به طور همزمان چندین مشکل را حل کند.
هر ساله جهان ۱۰ میلیارد کیلوگرم (۲۲ میلیارد پوند) تفاله قهوه تولید می‌کند. بیشتر این ضایعات به محل‌های دفن زباله منتقل می‌شود.
کاربرد تفاله قهوه در صنعت ساختمان سازی
مهندس دانشگاه آر ام آی تی، راجیش رویچاند، توضیح داد:
دفع ضایعات آلی یک چالش زیست محیطی است؛ زیرا مقادیر زیادی گازهای گلخانه‌ای از جمله متان و دی اکسید کربن تولید می‌کند که به تغییرات اقلیمی می‌انجامد.
با رونق بازار ساخت و ساز در سطح جهانی، تقاضا برای بتن که منابع زیادی را مصرف می‌کند نیز به طور فزاینده‌ای افزایش یافته و چالش‌های زیست محیطی دیگری را به وجود آورده است.
مهندس دانشگاه آر ام آی تی، جی لی، گفت:
استخراج مستمر ماسه طبیعی در سر تا سر جهان که معمولا از بسترها و حاشیه‌های رودخانه‌ها آن را برداشت می‌کنند، برای تأمین نیازهای روزافزون صنعت ساخت و ساز تاثیر زیادی بر محیط زیست می‌گذارد.
وی افزود:
چالش‌های بحرانی و بلند مدتی در حفظ تامین پایدار ماسه به دلیل ماهیت محدود منابع و تاثیرات زیست محیطی استخراج دائمی آن وجود دارد. با رویکرد اقتصاد دایره‌ای، می‌توانیم از دفن ضایعات آلی در زمین جلوگیری کرده و همچنین منابع طبیعی مانند ماسه را بهتر حفظ کنیم.
فرایند افزودن قهوه به بتن
محصولات آلی مانند تفاله قهوه را نمی‌توانیم مستقیما به بتن اضافه کنیم؛ زیرا مواد شیمیایی منتشر شده از آن‌ها می‌توانند قدرت مصالح ساختمانی را تضعیف کنند. بنابراین تیم تحقیقاتی با استفاده از سطوح انرژی پایین، ضایعات قهوه را تا بیش از ۳۵۰ درجه سانتی گراد (حدود ۶۶۰ درجه فارنهایت) حرارت دادند و اکسیژن را هم از آن‌ها خارج کردند.
این فرآیند «پیرولیز» نام دارد. در این فرآیند، مولکول‌های آلی را تجزیه می‌کنند و یک نوع ذغال چوب کربنی با تخلخل بالا به نام «بیوچار» تولید می‌کنند که می‌تواند با تشکیل پیوندهایی خود را به ترکیب ماتریس سیمان متصل کند.
رویچاند و همکارانش همچنین تلاش کردند که تفاله قهوه را در دمای ۵۰۰ درجه سانتی گراد پیرولیز کنند؛ اما ذرات بیوچار حاصل به اندازه کافی مقاومت نشان ندادند.
محققان هشدار دادند که هنوز نیاز است تا دوام بلند مدت محصول سیمان خود را ارزیابی کنند. آن‌ها در حال آزمایش نحوه عملکرد ترکیب سیمان قهوه در مقابل چرخه‌های یخ‌زدگی، ذوب، جذب آب، سایش و سایر عوامل تنش‌زا هستند.
حفظ محیط زیست به کمک پسماندها
تیم دانشمندان همچنین در حال کار بر روی تولید بیوچارهایی از منابع دیگر ضایعات آلی از جمله چوب، پسماند غذایی و ضایعات کشاورزی است.
یکی دیگر از مهندسان دانشگاه آر ام آی تی، شانون کیلمارتین لینچ، در این باره گفت:
تحقیقات ما در مراحل اولیه قرار دارد، اما این یافته‌های هیجان انگیز یک روش نوآورانه ارائه می‌دهند که برای کاهش چشمگیر میزان ضایعات آلی که به محل‌های دفن زباله می‌رود، مفید خواهد بود.
وی افزود:
الهام بخش تحقیقات من از دیدگاه بومی، عامل مهمی مانند مراقبت از سرزمین است. به این معنا که یک چرخه زندگی پایدار برای تمام مواد ایجاد کنیم و از دفن آن‌ها در زمین جلوگیری به عمل بیاوریم تا تاثیرات زیست محیطی را به حداقل برسانیم.
تحقیقات آن‌ها را مجله Journal of Cleaner Production منتشر کرده است.
source