کشف دانشمندان: تفاله قهوه، بتن ساختمان را ۳۰ درصد قوی‌تر و سبزتر می‌کند

نوآوری در مصالح ساختمانی: تفاله قهوه و بتن

دانشمندان «موسسه فناوری سلطنتی ملبورن» (RMIT) با انجام آزمایشی موفقیت‌آمیز، راهی برای استفاده از تفاله‌های قهوه مصرف شده به منظور افزایش مقاومت بتن و کاهش اثرات کربنی آن پیدا کرده‌اند. این روش نه‌تنها یک راهکار مدیریتی برای پسماند قهوه ارائه می‌دهد، بلکه به طور مستقیم به پایداری صنعت ساختمان کمک می‌کند.

فرآیند تبدیل تفاله به بیوچار

برای دستیابی به این هدف، محققان تفاله‌های قهوه را تحت یک فرآیند حرارتی خاص قرار دادند تا یک «بیوچار» ریز (کربن زغالی ریز) تولید کنند. جزئیات این فرآیند به شرح زیر است:

• تفاله‌های قهوه مصرف شده بدون حضور اکسیژن حرارت داده شدند.
• دمای حرارت‌دهی حدود ۳۵۰ درجه سانتیگراد بود.
• محصول نهایی، یک «بیوچار» ریز بود که ساختاری شبیه به زغال چوب دارد.

محققان دریافتند که مخلوط شدن بیوچار با سیمان و شن، نه‌تنها مقاومت را بهبود می‌بخشد، بلکه وابستگی به ماسه طبیعی کمیاب را نیز کاهش می‌دهد.

افزایش ۳۰ درصدی مقاومت و کاهش چشمگیر CO2

نتایج این پژوهش حاکی از دستاوردهای چشمگیری در هر دو زمینه استحکام و محیط زیست است. محققان با جایگزینی بخشی از شن موجود در ترکیب بتن با این بیوچار، به نتایج زیر دست یافتند:

نکته حائز اهمیت این است که تنها تولید سیمان به خودی خود ۸ درصد از گاز کربن دی اکسید جهانی را تشکیل می‌دهد. در نتیجه، این روش می‌تواند تأثیر بسزایی بر کاهش آلودگی‌های مرتبط با صنعت ساختمان داشته باشد.

مزایای زیست‌محیطی گسترده

با جایگزینی بین ۵ تا ۱۵ درصد از شن موجود در بتن با بیوچار، بتن «سبزتر» شده و مقدار کربنی که تولید و آزاد می‌کند، کمتر می‌شود. مزایای این جایگزینی شامل موارد زیر است:

• کاهش انتشار گاز کربن دی اکسید (CO2) در کل چرخه عمر بتن بین ۱۵ تا ۲۶ درصد.
• کاهش مصرف سوخت‌های فسیلی تا ۳۱ درصد.
• کاهش وابستگی به ماسه طبیعی که یک منبع کمیاب محسوب می‌شود.

آزمایش‌های میدانی

تیم پژوهشی پیش از انتشار این نتایج، بتن تولید شده با تفاله قهوه را در شرایط واقعی آزمایش کرده بودند. این بتن قبلاً در یک مسیر پیاده‌روی و همچنین در بخشی از پروژه‌های نوسازی بزرگراه‌های ایالت ویکتوریا در استرالیا به کار گرفته شده بود که نشان‌دهنده پتانسیل بالای این ماده برای کاربردهای زیرساختی در مقیاس بزرگ است.