Кофейные отходы: новый компонент для низкоуглеродного бетона

Исследователи из RMIT University нашли инновационный способ снижения углеродного следа строительства, превращая органические отходы в ценные строительные материалы. Особое внимание уделено использованию кофейной гущи.

Жизненно важный анализ жизненного цикла показал, что биочар, полученный из отработанной кофейной гущи, способен не только снизить углеродные выбросы при производстве бетона, но и улучшить его прочностные характеристики, что подтверждено предыдущими лабораторными испытаниями.

В рамках предыдущих экспериментов команда RMIT нагревала кофейную гущу до 350 градусов Цельсия в бескислородной среде, получая мелкодисперсный биочар. При замене 15% песка в бетонной смеси этим материалом, прочность бетона на 28-й день увеличилась примерно на 30%, что открывает возможности для уменьшения нагрузки на природные запасы песка.

Новое исследование, возглавляемое доктором Цзинсюань Чжан и доктором Мохаммадом Саберианом, развивает эти открытия. Оно представляет собой комплексную оценку жизненного цикла – всесторонний анализ от производства до утилизации, измеряющий выбросы CO2, потребление ресурсов и прочие экологические воздействия.

Результаты исследования демонстрируют сокращение выбросов CO2 на 15%, 23% и 26% при замещении песка 5%, 10% и 15% биочара соответственно. Кроме того, зафиксировано снижение потребления ископаемого топлива до 31% и улучшение показателей воздействия на водные экосистемы.

Эта разработка соответствует австралийской стратегии перехода к циркулярной экономике и достижению нулевых выбросов, превращая обильные отходы в функциональные материалы. Это снижает зависимость от природного песка и способствует вовлечению общественности в процессы восстановления ресурсов.

По словам доктора Чжан, полученные выводы укрепляют аргументы в пользу внедрения технологии в реальные строительные проекты. «Мы продемонстрировали, что кофейный биочар способен сократить углеродный след бетона в оцененных сценариях, а предыдущие испытания выявили улучшение прочностных характеристик при использовании того же подхода», – отметила доктор Чжан с кафедры инженерии.

Профессор Чун-Цин Ли, руководивший работой команды, подчеркнул, что инновация преобразует органические отходы в практичный компонент для создания более экологичного бетона. «Использование умеренных количеств кофейного биочара предлагает очевидный и измеримый путь к снижению воздействия бетона на окружающую среду», – сказал он.

Доктор Сабериан сообщил, что команда уже налаживает сотрудничество с представителями строительной индустрии, а также с государственными и местными органами власти для реализации строительных проектов. «Следующие шаги включают пилотные проекты большего масштаба, оптимизацию составов и приведение их в соответствие со стандартами, чтобы проекты могли уверенно внедрять эту технологию», – добавил он. «Мы открыты для сотрудничества в области создания цепочек поставок и внедрения на местах».

RMIT и партнеры уже успешно продемонстрировали технологию, включая создание участка тротуара и первого участка дороги на проекте Victorian Big Build с использованием бетона на основе кофейного биочара, а также представили концепцию на выставке National Gallery of Victoria «Making Good: Redesigning the Everyday».