澳洲科学家用咖啡渣取代沙子,让混凝土强度提升30%

    on 星期五, 25 8月 2023. Posted in 产品新闻及应用

    咖啡渣需要先经过 350 度高温热解。

    RMIT

    人类每年要生产大约44亿吨混凝土,在这个过程中需要消耗约80亿吨的沙子(每年全球使用沙子的总量差不多有400亿到500亿吨)。 与此同时,全世界一年会生成 1 亿吨左右的咖啡渣,而现在来自澳洲皇家墨尔本理工大学(RMIT)的科学家设法在这两件事间建立起了奇妙的联系。 他们在研究后发现,经过处理的咖啡渣可以取代生产混凝土所需的二氧化硅沙子。 配合适当的比例,它甚至能形成比沙子更强的化学键。

    「有机废料的处理给环境带来了挑战,因为这会排放大量的温室气体,包括甲烷和二氧化碳等,从而导致气候变化。」 主要研究人Rajeev Roychand博士在报告中如此写道。 根据他的说法,仅澳洲每年就会生成 7.5 万吨的咖啡渣,其中大部分最终的归宿便是被填埋入土。 为了能变废为宝,Roychand 博士的团队进行了许多尝试。 由于咖啡渣含有有机物,所以它并不能简单地直接与混凝土里的其他材料结合。 研究人员便选择以350度和500度对其高温热解,然后以5%、10%、15%和20%的比例来取代沙子加入混凝土。

    经过多次实验后,团队发现350度的处理温度和15%的融合比例是最佳组合,而且这种状态下的咖啡渣能让混凝土的抗压强度提高29.3%之多。 「除了减少排放和做出更坚固的混凝土外,我们还减少了连续开采沙子等自然资源造成的影响。」 Roychand 博士说道。 「混凝土行业有望为咖啡渣等有机废料的回收做出重大贡献。」 同样参与研究的 Shannon Kilmartin-Lynch 博士补充道,「虽然我们的研究还处于早期阶段,但这些令人兴奋的发现提供了一种创新的思路,可以大大减少进入垃圾填埋场的有机废料数量。」