Кавові відходи, які зазвичай розглядаються як побічний продукт кавоваріння, нещодавно були визначені як потенційно цінний матеріал, особливо в будівельній промисловості. Хоча кавові відходи можуть бути не такими шкідливими для навколишнього середовища, як пластик, вони все ще створюють екологічні проблеми, насамперед при утилізації на звалищах. Однак дослідники знайшли інноваційне застосування цієї гущі, зокрема, для поліпшення якості бетонних конструкцій.
Використання кавових відходів в будівництві
Бетон, який є основним матеріалом в сучасному будівництві, можна поліпшити, використовуючи кавові відходи. Цікаво, що кавова гуща може служити альтернативою піску при виробництві бетону. Зі збільшенням світового населення та зростанням будівельного ринку попит на бетон і, отже, пісок різко зріс, що призвело до значного впливу на навколишнє середовище. Видобуток піску з річок і узбереж негативно впливає на екосистеми, а пісок пустелі непридатний для будівництва. Таким чином, включення кавової гущі може частково зменшити попит на будівельний пісок.
Зміцнення бетону кавовими відходами
Кавові відходи на звалищах виділяють значну кількість парникових газів, таких як метан та вуглекислий газ, сприяючи зміні клімату. Більш ранні спроби використовувати кавові відходи для створення екологічно чистого поліетилену не отримали широкого поширення. Однак при виробництві бетону кавову гущу не можна додавати безпосередньо через її хімічний склад, який послаблює матеріал. Щоб протистояти цьому, дослідники попередньо нагріли кавові відходи до 350 градусів Цельсія за допомогою піролізу-процесу, який розкладає органічні сполуки при високих температурах, видаляючи кисень і виробляючи пористе, багате вуглецем деревне вугілля.
Це деревне вугілля покращує структуру бетону, як повідомляється, збільшуючи його міцність на 30%, як зазначається в журналі Journal of Cleaner Production. Хоча були проведені експерименти з кавовою гущею, нагрітою до 500 градусів, отримане деревне вугілля не зміцнювало бетон так ефективно, як той, що утворився при температурі 350 градусів.
Майбутні перспективи бетону, настояного на каві
Більш міцний бетон може зменшити витрати на будівництво та витрату матеріалів, особливо при будівництві критичних інфраструктурних об’єктів, які потребують довговічності. Однак необхідні подальші дослідження, щоб зрозуміти весь спектр властивостей цього бетону з додаванням кави, включаючи його довговічність, стійкість до циклів заморожування-відтавання, водопоглинання, пластичність і стійкість до стирання.
Дослідники також вивчають можливість отримання подібного деревного вугілля з інших органічних відходів, таких як деревина, сільськогосподарські та харчові відходи. Потенційно це може вирішити більш широкі проблеми переробки відходів і впровадити нові будівельні технології.
Однією з назріваючих проблем є потенційний дефіцит кави через глобальні зміни клімату, які можуть зменшити виробництво кави, а отже, і доступність кавових відходів. Цей дефіцит може вплинути на можливість використання кавових відходів у будівництві у великих масштабах.