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變廢為寶 從咖啡渣誕生的超強混凝土
2023年08月25日 10:47:21
來源：化工儀器網 點擊量：5423
研究團隊開發出一種新的技術，通過使用在350℃下工作的低能耗無氧工藝，將廢棄咖啡渣變成生物炭，并以此來取代部分的沙子制造混凝土，能夠使混凝土強度提高近30%。
【化工儀器網 行業百態】咖啡、茶、可可并稱為當今世界的三大無酒精飲料，受到全球超三分之一群體的喜愛。其中，咖啡的流行卻非常特殊。咖啡的流行背后是一段意味深長的歷史，包含著貿易、殖民、戰爭等因素，但是隨著和平以及經濟全球化，咖啡不但擺脫了負面，更因為其營養價值備受關注，并在不同國家被發展成了各式各樣的風味飲品，成為一種純粹美味的飲料。
但今天，我們話題的主角并非咖啡，而是咖啡文化之后一種特殊的副產物——咖啡渣。咖啡渣是萃取咖啡后產生的廢棄物，里面包含咖啡豆的表皮。一般來說，咖啡渣會被當做垃圾丟棄或者作為肥料填埋。但事實上，咖啡渣本身是一種非常有價值的資源。根據相關研究表明，咖啡渣中含有約20%油脂、10%蛋白質、58%碳水化合物和半乳糖，同時還含有有機酸和多酚類物質以及鉀、鈣、鎂、錳等無機成分。而這也使得咖啡渣本身具備非常大的開發前景。目前不少科研團隊都在圍繞咖啡渣進行研究，并且在生物質能源、化妝品等領域都收獲了一定的成果。而就在最近，澳大利亞科學家團隊研究發現，咖啡渣對于強化混凝土結構也有很大的價值。
據悉，研究團隊開發出一種新的技術，通過使用在350℃下工作的低能耗無氧工藝，將廢棄咖啡渣變成生物炭，并以此來取代部分的沙子制造混凝土，能夠使混凝土強度提高近30%。并且這一定程度上也能解決咖啡渣掩埋處理背后的溫室難題(全球每年約產出1800萬噸的咖啡渣，其中大部分會被掩埋處理，這些咖啡渣會因此分解釋放出甲烷，而甲烷導致的溫室氣體效應是二氧化碳的21倍)，以及環節部分地區“沙”資源匱乏的情況(混凝土使用的是河砂，而沙漠中的沙子并不能作為混凝土的材料使用)。
根據相關研究人員介紹，加入生物炭能夠強化混凝土牢固度可能與其擁有可鎖住水分的多孔結構有關，這種結構能夠阻止混凝土內部變得干燥而產生微裂縫，從而避免混凝土強度被微裂縫削弱。而在此前的實驗中發現，如果直接用咖啡渣取代沙子，反而會降低混凝土強度。因此低能耗無氧工藝在這項研究中非常重要。而根據研究數據，將混凝土中15%的沙子替換成咖啡渣加工后的生物炭，就足以讓混凝土強度獲得提升。
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