Panaudoti kavos tirščiai gali 30 % sustiprinti betoną - sužinokite kaip

Naujame tyrime teigiama, kad dalį smėlio betone pakeitus panaudotais kavos tirščiais, betono stiprumas gali padidėti beveik 30 %.

Britanijos kavos asociacijos duomenimis, kasdien pasaulyje suvartojama 2 mlrd. puodelių kavos.

Tačiau didžioji dalis kavos tirščių patenka į sąvartynus, kur atliekos lėtai suyra ir išskiria metaną - šiltnamio efektą sukeliančias dujas, kurios yra 21 kartą stipresnės už anglies dioksidą, teigiama naujajame tyrime.

Australijos mokslininkai galbūt rado veiksmingą sprendimą, kaip perdirbti visas kavos atliekas - jomis galima pakeisti dalį smėlio betone.

Statybų pramonė paprastai kasa smėlį iš upių, ežerų ir deltų, todėl pakeitus šias svarbias nuosėdas būtų galima apsaugoti buveines visame pasaulyje.

Jie nustatė, kad betonas, iš dalies pagamintas iš kavos tirščių, taip pat yra tvirtesnis už tradicinį betoną.

Atlikdami savo tyrimą, kuris liepos 21 d. buvo paskelbtas žurnale ,,Journal of Cleaner Production", tyrėjai rinko panaudotas kavos tirščius iš vietinių Melburno kavinių ir tyrė, kaip skirtingos šių kavos atliekų proporcijos ir pirminis apdorojimas paveikė betono savybes.

Jie nustatė, kad 15 % smėlio pakeitus apdorotomis kavos tirščiais, padidėjo betono stiprumas.

Kaip veikia šis neįprasta medžiaga?

Įprastą betoną sudaro cementinė rišamoji medžiaga (t. y. cemento mišinys ir vanduo), smėlis ir stambusis užpildas, pavyzdžiui, žvyras, gerai suprojektuotomis proporcijomis, priklausomai nuo numatomo panaudojimo.

Sudėtingos hidratacijos reakcijos tarp vandens ir cemento mišinio junginių lemia betono kietėjimą, tačiau smėlis taip pat atlieka svarbų vaidmenį.

Smėlis ir kiti užpildai paprastai priskiriami inertinėms medžiagoms ir šiose hidratacijos reakcijose nedalyvauja.

Tačiau jie yra atsakingi už betono stabilumą, vientisumą ir makrostruktūrines savybes - juos galima apytiksliai palyginti su mūsų kūno skeleto elementais.

Naujajame tyrime mokslininkai nustatė, kad žalios kavos tirščiai gerokai susilpnino gautą betoną.

Neapdorota panaudota kava į šviežią betono mišinį gali išskirti chemines medžiagas ir sugadinti chemines hidratacijos reakcijas, kurios yra atsakingos už ankstyvąjį cementinės rišamosios medžiagos kietėjimo ir kietėjimo etapą, tačiau komanda, naudodama cheminį apdorojimą, vadinamą pirolize, pagerino šių kavos atliekų savybes ir pavertė jas tinkamu smėlio pakaitalu, kurį pavadino kavos ,,bioanglimi".

Pirolizės metu medžiaga kaitinama aukštoje temperatūroje - šiuo atveju nuo 662 iki 932 laipsnių pagal Farenheitą (350-500 laipsnių pagal Celsijų) - siekiant chemiškai suskaidyti molekules į mažesnius gabalėlius.

Šis terminis apdorojimas padidino kavos tirščių stabilumą ir neleido iš jų išsiskirti cheminėms medžiagoms, kurios gadino hidratacijos reakcijas.

Tačiau kavos bioanglis taip pat turi keletą svarbių struktūrinių privalumų.

Kavos bioanglis išlaiko pradinės atliekinės medžiagos atmintį - jos akytumą ir pralaidumą, sakė Savastano.

Šios savybės vaidina svarbų vaidmenį mechaniniam veikimui, taigi ir cemento pagrindu pagamintų medžiagų, pavyzdžiui, betono, ilgaamžiškumui.

Porėta struktūra padidina sukibimą tarp cemento ir kavos dalelių ir sulaiko drėgmę bioanglies porose.

Tai reiškia, kad vykstant hidratacijos reakcijoms, atsakingoms už betono rišimąsi, pamažu sunaudojamas mišinyje esantis vanduo, o kavos bioanglis drėgmę išleidžia atgal į aplinkinį betoną, todėl šios gyvybiškai svarbios reakcijos tęsiasi ir neleidžia betonui išdžiūti bei skilti.

Komanda padarė išvadą, kad 15 % betono smėlio pakeitus 662 F temperatūroje pagaminta kavos bioanglimi, stiprumas labiausiai padidėjo.

Dabar jie tiria kitas savybes, įskaitant ilgalaikį veikimą, vandens sugėrimą, atsparumą užšalimui ir atšildymui bei varžą, ir tikisi pradėti bendradarbiauti su vietos tarybomis, kad galėtų išbandyti šią naują medžiagą vietoje.

Parengta pagal: www.livescience.com