Πώς ο καφές μπορεί να κάνει το τσιμέντο πιο δυνατό

Μόνο ένα μικρό μέρος από αυτά τα απόβλητα επαναχρησιμοποιείται – κυρίως ως λίπασμα – με τη συντριπτική πλειοψηφία να αποτεφρώνεται ή να καταλήγει σε χωματερές. Εκεί, όπως και άλλες οργανικές ενώσεις, τα απόβλητα του καφέ αποσυντίθενται και απελευθερώνουν μεθάνιο, ένα αέριο του θερμοκηπίου 25 φορές ισχυρότερο από το διοξείδιο του άνθρακα στην παγίδευση της θερμότητας.

Τώρα, οι ερευνητές λένε ότι οι χρησιμοποιημένοι κόκκοι καφέ θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν ως συστατικό στο σκυρόδεμα, και μάλιστα θα μπορούσαν να το κάνουν πιο ισχυρό, σύμφωνα με πρόσφατη μελέτη.

«Καβουρδίσαμε τον χρησιμοποιημένο αλεσμένο καφέ απουσία οξυγόνου και λάβαμε κάτι που ονομάζεται βιοεξανθράκωμα. Όταν το προσθέσαμε στο σκυρόδεμα ως υποκατάστατο της άμμου, παρείχε 30% αύξηση στην αντοχή του υλικού», λέει ο Rajeev Roychand, ερευνητής στη Σχολή Μηχανικών του Πανεπιστημίου RMIT στη Μελβούρνη της Αυστραλίας και επικεφαλής της μελέτης.

Το σκυρόδεμα αποτελείται από τέσσερα βασικά συστατικά: νερό, χαλίκι, άμμο και τσιμέντο. Είναι το πιο διαδεδομένο οικοδομικό υλικό στον κόσμο και καταναλώνουμε 30 δισεκατομμύρια τόνους ετησίως, τρεις φορές περισσότερο από ό,τι πριν από 40 χρόνια.

Πώς λειτουργεί το βιοεξανθράκωμα από τον καφέ

Ο Roychand και η ομάδα του αντικατέστησαν εν μέρει την άμμο με βιοεξανθράκωμα – ένα υλικό παρόμοιο με τον κάρβουνο – από τα απόβλητα του καφέ. Το καλύτερο αποτέλεσμα το πέτυχαν όταν έψησαν τους κόκκους καφέ στους 350 βαθμούς Κελσίου και αντικατέστησαν το 15% της άμμου. Το σκυρόδεμα που προέκυψε ήταν 30% ισχυρότερο από το κανονικό με βάση την αντοχή σε θλίψη - την ικανότητα του υλικού να αντέχει ένα φορτίο.

Στο κανονικό σκυρόδεμα, το νερό, το δεύτερο μεγαλύτερο συστατικό του κατ' όγκο, απορροφάται από το τσιμέντο με την πάροδο του χρόνου, μειώνοντας την ποσότητα υγρασίας που εξακολουθεί να βρίσκεται μέσα στο σκυρόδεμα, λέει ο Roychand. Αυτή η αποξήρανση προκαλεί συρρίκνωση και ρωγμές σε μικροκλίμακα, αποδυναμώνοντας το σκυρόδεμα.

Ο βιοεξανθράκωμα από απόβλητα καφέ μπορεί να μειώσει αυτή τη φυσική διαδικασία. Όταν αναμιγνύεται με το σκυρόδεμα, λέει ο Roychand, τα σωματίδιά του δρουν σαν μικροσκοπικές δεξαμενές νερού, που κατανέμονται σε όλο το σκυρόδεμα. Καθώς το σκυρόδεμα σταθεροποιείται και αρχίζει να σκληραίνει, το βιοεξανθράκωμα απελευθερώνει αργά το νερό, ενυδατώνοντας ουσιαστικά το περιβάλλον υλικό και μειώνοντας τον αντίκτυπο της συρρίκνωσης και των ρωγμών.

Το συστατικό του σκυροδέματος που συμβάλλει περισσότερο στην κλιματική αλλαγή είναι το τσιμέντο – το οποίο ήταν υπεύθυνο για το 8% των παγκόσμιων εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα το 2021 – και ο Roychand πιστεύει ότι η αύξηση της αντοχής του σκυροδέματος κατά 30% καθιστά βιώσιμη τη μείωση της περιεκτικότητας σε τσιμέντο έως και 10%, μειώνοντας τις επιπτώσεις του στο κλίμα.

Με πληροφορίες από: Spent coffee grounds could make concrete stronger by Jacopo Prisco, CNN