咖啡渣制混凝土 强度提升约三成

每年人类要生产约 44 亿吨的混凝土，这需要消耗约 80 亿吨的沙子，沙子的大量开采导致了近年来的严重短缺。与此同时，我们每年也要产生约 100 亿公斤的咖啡渣，这些咖啡渣大多数被填埋在垃圾场里，排放大量的温室气体。

图片来源：《新科学家》网站

为咖啡渣找到新的用武之地可以防止它们在垃圾填埋场排放甲烷。

澳大利亚科学家为废弃的咖啡渣找到了新出路：澳大利亚皇家墨尔本理工大学（RMIT）的研究团队发现，咖啡渣经过特殊处理后，可以在混凝土生产过程中替代沙子，通过适当的比例，可以产生比单独的沙子更强的化学键。制造更坚固的混凝土，借助在350℃下工作的低能耗无氧工艺，将废弃咖啡渣变成生物炭，部分取代制造混凝土所用的沙子，新得到的混凝土强度提高了近30%。此外，这种方法还能减少垃圾填埋场内咖啡渣产生的温室气体。

据估计，全球每年产出1800万吨废咖啡渣，其中大部分被送到垃圾填埋场，它们在此分解释放出甲烷，而甲烷导致的温室气体效应是二氧化碳的21倍。

团队从当地几家咖啡馆收集用过的咖啡渣，并研究用其代替一些通常作为填料掺入混凝土中的沙子的可行性。结果显示，在自然状态下，用废弃的咖啡渣取代沙子成分时，会削弱混凝土的强度。

但当研究人员在350℃的熔炉中，在缺氧情况下将咖啡渣加热2小时，会制造出类似木炭的生物炭。研究表明，如果用这种生物炭代替混凝土中15%的沙子，制成的混凝土砖块的强度比传统砖块提高了29%。

研究人员解释说，生物炭的加入会使混凝土变得更坚固，这可能是因为它拥有可锁住水分的多孔结构，阻止混凝土内部变得干燥而产生微裂缝，微裂缝会削弱其结构强度。