Научные сотрудники ДГТУ ( Донского государственного технического университета) в рамках международного исследовательского проекта создали бетон на основе биоугля из кофейной гущи. Авторы работы также предложили инновационный подход к производству добавки для модификации. Они отмечают, что это решение может сократить потребление цемента примерно на 10 процентов и улучшить характеристики бетона.

Кофе является одним из самых широко распространенных напитков во всем мире. При создании одного килограмма растворимого кофе образуется примерно два килограмма отходов. Следовательно, из семи миллионов тонн кофе, которые производятся глобально за год, можно получить около 14 миллионов тонн влажных отходов кофейной промышленности.

Согласно утверждениям ученых, нельзя добавлять органические вещества, такие как кофейная гуща, непосредственно в бетон, так как они выделяют соединения, которые могут ослабить прочность строительного материала. Поэтому исследователи решили нагреть кофейную гущу до 400 °C для удаления кислорода, а затем измельчили ее, чтобы получить пористый углеродный материал, известный как биоуголь.

Эксперты из ДГТУ, работая в сотрудничестве с коллегами из Турции, Азербайджана и Ливана, заменили часть цемента биоуглем в процессе производства бетона. Они исследовали характеристики полученного материала и обнаружили, что добавление биоугля не только способствует экономии цемента, но и улучшает свойства бетона. При этом для достижения оптимальных результатов доля биоугля должна составлять примерно четыре процента от общей массы.

"Полученный бетон обладает высокими физико-механическими характеристиками и высококачественной структурой. Он может быть применен в строительных конструкциях жилого, гражданского и социального назначения", — отметил один из авторов исследования и заведующий кафедрой "Строительство уникальных зданий и сооружений" ДГТУ Сергей Стельмах.

Он отметил, что при разумных дозах (не более восьми процентов) биоуголь, полученный из кофейной гущи, выступает в качестве минерального добавки: его частицы уплотняют  структуру бетона, делают ее более однородной и увеличивают прочность строительного материала.

"Полученные на микроскопе изображения свидетельствуют о том, что общее распределение биоугля в бетоне выглядит равномерным, не наблюдается каких-либо участков с ослаблением или усилением отдельных зон. На наш взгляд, это исследование является универсальным и может найти отклик и в зарубежных странах, особенно в странах, являющихся поставщиками кофе на мировой рынок (Бразилия, Вьетнам, Колумбия, Индонезия)",— отметил Стельмах.

В дальнейшем, как указал эксперт, работа будет сосредоточена на изучении характеристик долговечности бетона с добавлением биоугля, полученного из кофейной гущи. Исследователи намерены провести тесты на морозостойкость, водонепроницаемость и стойкость к циклам попеременного увлажнения и высушивания, а также внедрить новые составы в производство бетона.