3 Minuten
Kavos tirščiai: Nauja galimybė sumažinti betono poveikį aplinkai
Kasmet pasaulis susiduria su dviem rimtomis problemomis: didžiuliais kavos atliekų kiekiais ir būtinybe mažinti betono, kuris yra svarbiausia miestų infrastruktūros medžiaga, neigiamą poveikį aplinkai. Naujausi Australijoje atlikti tyrimai atskleidžia inovatyvų sprendimą – panaudotus kavos tirščius paverčiant medžiaga, kuri stiprina betoną ir skatina tvarią statybą.
Pasaulinės kavos atliekų ir statybų paklausos svarba
Kasmet visame pasaulyje išmetama daugiau nei 10 mlrd. kilogramų (22 mlrd. svarų) kavos tirščių, didžioji jų dalis patenka į sąvartynus. Tai ne tik didelis organinių išteklių švaistymas, bet ir reikšminga aplinkosaugos problema. Skaidantis organinėms atliekoms susidaro šiltnamio efektą sukeliančios dujos, kaip metanas ir anglies dioksidas, kurios stiprina klimato kaitą. Tuo pat metu sparčiai auganti statybų pramonė nuolat didina betono paklausą, kuriam gaminti būtini ištekliai, tokie kaip natūralus smėlis, gaunamas iš upių vagų ir krantų. Šis neatsakingas smėlio gavybos būdas lemia buveinių nykimą, gruntinio vandens sluoksnio mažėjimą bei didesnę ekosistemų apkrovą.
Mokslas: Kaip kavos atliekos virsta stipriu, tvariu betonu
Paprastai organinės atliekos, įskaitant kavos tirščius, negali būti tiesiog maišomos į betoną, nes gali susilpninti galutinę medžiagą išskirdamos nepageidaujamus cheminius junginius. Siekdami išspręsti šią problemą, RMIT universiteto tyrėjai sukūrė mažai energijos reikalaujantį pirolizės metodą. Šio proceso metu panaudoti kavos tirščiai kaitinami iki daugiau nei 350°C be deguonies, organinės medžiagos virsta anglies turtingu bioangliu (biocharu). Šis bioanglis pasižymi porėta struktūra ir tvirtumu, todėl gali prisijungti prie cemento dalelių bei sutvirtinti betono matricą.
Inžineriniai bandymai parodė, jog iš kavos tirščių pagamintas bioanglis gali padidinti betono gniuždomąją stiprį net iki 30% lyginant su įprastais mišiniais. Įdomu tai, kad per didelė pirolizės temperatūra (virš 500°C) sumažina bioanglio naudą betonui, todėl kritiškai svarbu laikytis optimalaus perdirbimo intervalo gaminant ekologišką statybinę medžiagą.
Nauda aplinkai ir praktiniai pranašumai
Šis sprendimas vienu metu mažina kelis aplinkosauginius iššūkius. Organines atliekas nukreipiant nuo sąvartynų, mažėja šiltnamio efektą sukeliančių dujų emisijos ir skatinama žiedinė ekonomika. Be to, pakeitus dalį natūralaus smėlio kavos tiršių bioangliu, sumažinamas spaudimas jautrioms upių ekosistemoms ir saugomi nykstantys gamtos ištekliai.
Kaip pabrėžė RMIT inžinierius Jie Li: „Natūralaus smėlio gavybos mastas pasaulyje siekiant patenkinti sparčiai augantį statybos poreikį stipriai veikia aplinką. Taikydami žiedinės ekonomikos principus, galime sumažinti organinių atliekų kiekį sąvartynuose ir geriau išsaugoti gamtinius išteklius.“
Ateities kryptys ir platesnės perspektyvos
Tyrėjų komanda pažymi, kad ši technologija dar tik ankstyvoje stadijoje. Šiuo metu intensyviai tiriamas kavos bioangliu stiprinto betono patvarumas esant įvairiems aplinkos poveikiams, pavyzdžiui, užšalimo-atšilimo ciklams, vandens įgeriamumui ir dilimui. Be to, vyksta bandymai su bioangliu, gaminamu iš kitų organinių atliekų – medžio drožlių, maisto likučių ar žemės ūkio atliekų – kas gali atverti dar didesnes galimybes tvariai statybos pramonei.
Komandos narė Shannon Kilmartin-Lynch pridūrė: „Tyrimas dar ankstyvas, tačiau šios įžvalgos rodo naują kelią reikšmingai sumažinti organinių atliekų kiekį sąvartynuose.“ Vadovaudamiesi vietinių gyventojų požiūriu į aplinkos tausojimą, tyrėjai siekia kurti sprendimus, gerbiančius medžiagų gyvavimo ciklą ir mažinančius jų poveikį aplinkai.
Išvados
Kavos tirščių integracija į betono gamybą yra pažangus žingsnis link tvaresnės statybos ir efektyvesnio atliekų tvarkymo. Pasitelkdami pažangius medžiagų mokslus ir žiedinės ekonomikos idėjas, mokslininkai kuria tvaresnių, stipresnių ateities miestų viziją – kur vakar gerta kava virsta rytojaus ekologiškais ir ilgaamžiais statiniais.
Quelle: doi
Kommentare