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 Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Долгое время считалось, что гигантские стрекозообразные, жившие 300 миллионов лет назад, стали такими из‑за высокого содержания кислорода. Тогда в атмосфере его было около 30% вместо сегодняшних 21%. Учёные полагали, что крупные насекомые задохнулись бы в нашей атмосфере. Но оказалось, что это не так.
Нуклеосомы — основные «катушки» упаковки ДНК — почти всегда находятся в искаженном состоянии, а не в аккуратной и стабильной форме, как считалось десятилетиями. Именно через такие микроскопические изменения, как выяснили ученые, клетка регулирует работу генов — а значит, управляет развитием, реакцией на внешние раздражители и даже возникновением болезней.
Шведские биологи отследили миграцию обыкновенного соловья с помощью миниатюрных датчиков-рюкзаков. Как оказалось, при пересечении Сахары и Аравийской пустыни птицы летят только по ночам и не ищут пищу. Соловьи преодолевают пустыню без дозаправки, полагаясь лишь на накопленный заранее жир.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
На границе возможностей оптоволокна лазерный пучок самоорганизовывается в мощный, сфокусированный луч-иглу. Параметры этого излучения таковы, что позволяют в реальном времени без дополнительных ухищрений рассматривать клеточные процессы.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
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