Кофейная гуща сделала бетон на 30% прочнее
Песок в бетонных смесях выполняет функцию мелкого заполнителя, он необходим, чтобы сделать конструкцию более прочной. Австралийские ученые заменили песок на отработанную кофейную гущу и проверили, можно ли сделать бетон еще прочнее.
Кофе — самый популярный безалкогольный напиток в большинстве стран. Согласно всемирной статистике, в 2020-2021-х люди потребили почти 10 миллионов тонн кофейных зерен. После варки кофе остается очень много отработанной гущи, которую выбрасывают на свалку. По грубым оценкам специалистов, каждый год в мусорных контейнерах оказывается до 54 миллионов тонн этой гущи.
Кофейным остаткам давно нашли практическое применение — в строительстве, например, дорог. В 2016 году исследователи из Австралии узнали, что если собрать отработанную кофейную гущу из одних только кофеен Мельбурна, то с ее помощью можно строить по пять километров дорог в год.
Ученые из Мельбурнского королевского технологического университета решили попробовать еще один вариант использования отработанной кофейной гущи в строительстве — в бетонных смесях. Результаты их работы опубликованы в журнале Journal of Cleaner Production.
Для приготовления бетона необходимы песок, вода, цемент. Песок выполняет функцию мелкого заполнителя в смеси и необходим для того, чтобы сделать бетон прочным. Благодаря песку смесь получается густой и плотной. Исследователи из Австралии заменили песок на кофейные отходы и проверили, станет ли бетон еще прочнее.
Сперва ученые собрали кофейную гущу в кофейнях Мельбурна и высушили ее, чтобы удалить влагу. Потом высушенный материал нагревали при двух разных температурах — 350 и 500 градусов Цельсия. Для этого ученые использовали процесс пиролиза, чтобы из гущи произвести биоуголь.
Дальше исследователи работали с двумя группами составов смесей, в которых в качестве мелкого заполнителя использовали биоуголь на основе отработанной кофейной гущи и песок соответственно. Для изготовления бетонной смеси в портландцемент добавляли разные пропорции биоугля и песка: 5, 10, 15 и 20%.
Полученные смеси с разными пропорциями заполнителя заливали в формы и при помощи вибрации удаляли воздушные полости. Затем готовый бетон извлекали из форм и клали в резервуар с водой, чтобы произошло его полное отверждение. После бетон при разных температурах (350 и 500 градусов Цельсия) испытывали на прочность на сжатие, то есть проверяли, какое давление он сможет выдержать.
Эксперименты показали, что из всех испытанных бетонных смесей самой эффективной оказалась та, в которой в качестве мелкого заполнителя использовалось 15% отработанной кофейной гущи (биоугля), нагретой до 350 градусов. Такой бетон показал значительные улучшения свойств материала, что привело к увеличению его прочности на 29,3% по сравнению с бетонными смесями, в которых был песок.
«Наше исследование показало, что есть способ, который может решить проблему кофейных отходов, — строительство. Нам нужно научиться внедрять отработанную гущу в эту сферу, тогда на свалках станет меньше отходов», — объяснил Цзе Ли, соавтор исследования.
По словам австралийских исследователей, технология «кофейного» производства бетона поможет справиться еще с одной экологической проблемой: сохранить природные ресурсы. Природный песок обладает ограниченными запасами, и это не возобновляемый ресурс. Ежегодно люди добывают примерно от 40 до 50 миллиардов тонн песка и гравия, чтобы затем применять их в строительстве. Если люди научатся использовать отработанную кофейную гущу в качестве основы строительных материалов, где применяют песок, его добыча сократится в разы.
Telegram 
Дзен 
VK Процессы, сопровождающие жизнь черных дыр, интересуют не только теоретиков. Ученые уже знают, что энергия и частицы могут покидать черные дыры и теперь работают над способами эту энергию использовать.
Ученые подтвердили один из самых необычных эффектов Общей теории относительности (ОТО): вращение Земли действительно «увлекает» за собой пространство-время. Новое измерение, выполненное с помощью спутника LARES-2, оказалось примерно в 10 раз точнее предыдущих и еще сильнее ограничило пространство для альтернативных теорий гравитации.
В отличие от микрочастиц, наночастицы не только эффективно проходят барьеры дыхательной системы, но и идут дальше — в мозг человека. До сих пор масштаб смертности от них был неясен. Теперь исследователи выяснили, что она доходит до миллионов человек каждый год.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии