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咖啡渣变身建筑材料?研究显示可提升混凝土抗压强度近三成

August 25, 2023
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每年全球产生的废弃咖啡渣高达6000万吨,大部分被填埋处理,分解时会释放二氧化碳和甲烷,而甲烷的温室效应是二氧化碳的21倍。澳洲皇家墨尔本理工大学的研究团队尝试将咖啡渣热解后替代混凝土中的部分沙子,发现经过350摄氏度处理的咖啡渣以15%比例掺入水泥,抗压强度比普通配方提升了29.3%。这项技术不仅为咖啡渣找到了新出路,还能减少河沙开采、降低温室气体排放。不过,研究仍处于早期阶段,网友对其可行性看法不一。

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8月22日,有外媒报道称,一个研究团队发现,若用咖啡渣取代混凝土中一定比例的沙子,可以让混凝土的强度提升30%,这意味着咖啡渣有潜力成为有价值的建筑原料。

据估算,全世界每年产生的废弃咖啡渣总量高达6000万吨。通常情况下,这类植物性废弃物会被送往填埋场,在分解过程中会释放二氧化碳和甲烷,而甲烷的温室效应强度是二氧化碳的21倍。

针对这一难题,澳洲皇家墨尔本理工大学的研究团队从当地咖啡馆收集咖啡渣,用于探索其替代混凝土中部分沙子的可行性——沙子通常作为填料掺入混凝土。研究结果表明,在未经处理的状态下,用废弃咖啡渣替换沙子反而会降低混凝土的强度。

为了让咖啡渣更好地融入混凝土,团队分别尝试在350摄氏度和500摄氏度下对其进行热解处理,再以5%、10%、15%和20%的比例替代混凝土中的沙子。热解过程一般会生成有机碳,这种物质具有多孔结构,能够锁住水分,防止混凝土内部因干燥而产生微裂缝——微裂缝会削弱结构的强度。团队分析发现,经过350摄氏度热解的咖啡渣,以15%的比例混入水泥后,与普通配方相比,抗压强度提高了29.3%。

图片来源:New Scientist

这种方法既能减少沙子的开采量和咖啡渣的填埋量,又能降低温室气体排放并改善混凝土质量,进一步推动了更环保的循环经济建筑模式。尽管研究仍处于早期阶段,但研究人员表示,结果令人鼓舞,考虑到咖啡消费的普遍性,这项技术有可能在世界各地的建筑中得到应用。

除了节省填埋空间,咖啡混凝土还缓解了另一个环境问题——保护有限的自然资源。为满足建筑行业快速增长的需求,全球每年大约开采40至500亿吨河沙和砾石,对环境造成了巨大压力。

图片来源:New Atlas

接下来,研究人员计划对有机炭在建筑领域的潜在应用开展长期的力学和耐久性测试,并进一步探索不同热解温度对材料性能的影响。

咖啡渣变身建筑材料?研究显示可提升混凝土抗压强度近三成

在社交平台上,有网友表示自己平时只把咖啡渣当肥料使用,对于这项研究提出的用来建房的说法仍持怀疑态度,但如果真能实现,倒也不失为一桩好事。

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