کاربرد شگفت‌انگیز «تفاله قهوه» در معماری!

فرادید: محققان استرالیایی کشف کردند که ما می‌توانیم با فرآوری و افزودن تفاله‌های قهوه ذغالی‌شده به مخلوط بتن، بتنی تولید کنیم که ۳۰ درصد قوی‌تر است. این راهکار هوشمندانه آن‌ها می‌تواند چندین مشکل را همزمان حل کند.

هرساله در جهان ۱۰ میلیارد کیلوگرم ضایعات قهوه تولید می‌شود که بیشترشان راهی محل‌های دفن زباله می‌شوند.

راجیو رویچند، مهندس دانشگاه RMIT، توضیح می‌دهد: «دفع زباله‌های آلی یک چالش زیست‌محیطی ایجاد می‌کند، چون مقادیر زیادی گازهای گلخانه‌ای از جمله متان و دی اکسید کربن منتشر می‌کند که منجر به تغییرات آب و هوایی می‌شوند.»

با رونق بازار ساخت و ساز در سطح جهان، تقاضای رو به رشدی برای بتن هزینه‌بر ایجاد شده که موجب ایجاد مجموعه دیگری از چالش‌های زیست محیطی نیز شده است.

جی لی، مهندس RMIT می‌گوید: «استخراج مداوم شن و ماسه طبیعی در سراسر جهان که از بستر رودخانه‌ها و سواحل گرفته می‌شود، برای برآورده کردن تقاضاهای رو به رشد صنعت ساخت و ساز تأثیر زیادی بر محیط زیست خواهد گذاشت.»

«در حفظ تأمین پایدار شن و ماسه به دلیل ماهیت محدود منابع و اثرات زیست‌محیطی استخراج شن و ماسه، چالش‌های حیاتی و بلندمدت وجود دارد. با رویکرد اقتصاد مدور، ما می‌توانیم زباله‌های آلی را از محل دفن زباله دور نگه داریم و منابع طبیعی مانند شن و ماسه را هم بهتر حفظ کنیم.»

محصولات ارگانیک مانند تفاله قهوه را نمی‌توان مستقیماً به مخلوط بتن اضافه کرد چون مواد شیمیایی نشت‌شده از آن استحکام مصالح ساختمانی را تضعیف می‌کند. بنابراین، محققان با استفاده از سطوح انرژی پایین، ضایعات قهوه را تا بیش از ۳۵۰ درجه سانتیگراد گرم کردند و در عین حال آن را از اکسیژن محروم کردند.

این فرآیند پیرولیزاسیون نامیده می‌شود که در آن، مولکول‌های آلی می‌شکنند و در نتیجه یک زغال متخلخل و غنی از کربن به نام بیوچار (زیست‌سوخت) ایجاد می‌شود که می‌تواند با ماده زمینه‌ای سیمان ترکیب شود و در نتیجه خود را در آن بگنجاند.

رویچاند و همکارانش سعی کردند تفاله‌های قهوه را در دمای ۵۰۰ درجه سانتیگراد هم تجزیه یا پیرولایز کنند، اما ذرات بیوچار بدست‌آمده به قدر کافی قوی نبودند.

محققان هشدار داده‌اند که هنوز باید دوام بلندمدت محصول سیمانی جدید را ارزیابی کنند. آن‌ها اکنون در حال کار روی آزمایش نحوه عملکرد سیمان-قهوه هیبریدی تحت چرخه‌های انجماد/ذوب، جذب آب، ساییدگی و بسیاری از عوامل فشارزا هستند.

افزون بر این، این تیم در حال کار روی تولید بیوچار از سایر منابع ضایعات آلی، از جمله چوب، ضایعات مواد غذایی و زباله‌های کشاورزی است.

شانون کیل مارتین-لینچ، مهندس RMIT گفته: «تحقیق ما در مراحل اولیه است، اما این یافته‌های هیجان‌انگیز روشی نوآورانه برای کاهش زیاد زباله‌های آلی است که به محل دفن زباله می‌روند.».

«الهام‌بخش تحقیق من، از دیدگاه بومی، دلسوزی برای کشور، اطمینان از وجود یک چرخه حیات پایدار برای همه مواد و جلوگیری از رفتن ضایعات به محل دفن زباله برای به حداقل رساندن تأثیرشان بر محیط‌زیست است.»