Ежегодно в мире производится миллионы тонн кофейных отходов. Им давно нашли практическое применение, но по-прежнему большая часть попадает на свалки. При утилизации же органического мусора выделяются существенные объёмы парниковых газов, включая метан и углекислый газ, которые способствуют изменению климата. Ряд экологических проблем создается и при производстве бетона. А в условиях быстро развивающегося строительного рынка в мире растет спрос на ресурсоёмкий материал. При этом для его изготовления нужен песок, мировые запасы которого под угрозой. Песок в смесях выполняет функцию заполняющего вещества, чтобы сделать бетон более прочным.

Австралийские учёные в поисках решения проблем (использование кофейных отходов, сокращение применения песка в производстве бетона) нашли «одномоментный» способ его разрешения. Они провели эксперименты, заменив песок на кофе. В итоге обнаружили, что можно производить бетон на 30% прочнее традиционного, добавляя в смесь обожжённую кофейную гущу. Собранную кофейную гущу специалисты сначала сушили в духовке в течение двух суток при 60°, чтобы добиться высыхания. Далее порошок подвергли пиролизу при температуре 350° (пиролиз – термическое разложение органических соединений типа древесины, нефтепродуктов, угля и других без доступа воздуха). Из молекул органических отходов в результате пиролиза образуются менее сложные частицы, молекулы простых органических соединений и зола; продукты пиролиза используются как сырьё для химических производств и топливо. В данном конкретном случае получили биоуголь. Добавление биоугля может сделать бетон более прочным, потому что он имеет пористую структуру, которая удерживает влагу. Это предотвратит высыхание бетона изнутри и образование микротрещин, которые могут ослабить его структуру.

Учёные предупреждают, что им всё ещё необходимо оценить долговечность инновационного цементного продукта. Сегодня они работают над тестированием того, как гибридный кофе-цемент ведет себя в условиях циклов замораживания/оттаивания, водопоглощения, истирания и многих других стрессовых факторов. Команда также работает над созданием биоуглей из других источников органических отходов, включая древесину, пищевые и сельскохозяйственные отходы. Учёные комментируют, что их исследование находится на ранних стадиях, но эти захватывающие результаты предлагают инновационный способ значительно сократить количество органических отходов, выбрасываемых на свалку, и сохранить невозобновляемые природные ресурсы, в частности песок.

Исследование опубликовано в журнале Journal of Cleaner Production , сообщает издание LIVE24.