Sử dụng bã cà phê vào quá trình sản xuất bê tông, tạo hiệu quả hơn so với cát

Con người sản xuất khoảng 4,4 tỷ tấn bê tông mỗi năm. Quá trình đó tiêu thụ khoảng 8 tỷ tấn cát (trong tổng số 40-50 tỷ tấn được sử dụng hàng năm), một phần đã dẫn đến tình trạng thiếu hụt nghiêm trọng mặt hàng xây dựng trong những năm gần đây. Đồng thời, chúng ta cũng tạo ra khoảng 10 tỷ kg bã cà phê đã qua sử dụng trong cùng khoảng thời gian.

Bã cà phê mà một nhóm các nhà nghiên cứu từ Đại học RMIT ở Úc đã phát hiện ra có thể được sử dụng làm chất thay thế silica (nguyên tố có trong trong đất sét, cát, và đá) trong quy trình sản xuất bê tông, khi sử dụng tỷ lệ thích hợp sẽ tạo ra liên kết hóa học mạnh hơn đáng kể so với chỉ dùng cát.

Tác giả chính của nghiên cứu, Tiến sĩ Rajeev Roychand của Trường Kỹ thuật RMIT, cho biết trong một báo cáo gần đây: “Việc xử lý chất thải hữu cơ đặt ra thách thức về môi trường vì nó thải ra một lượng lớn khí nhà kính bao gồm metan và carbon dioxide, góp phần gây ra biến đổi khí hậu”. Ông lưu ý rằng chỉ riêng Australia đã sản xuất 75 triệu kg bã cà phê đã qua sử dụng mỗi năm, phần lớn trong số đó được đưa vào các bãi chôn lấp.

Tiến sĩ Roychand giải thích rằng bã cà phê không thể trộn đơn giản với bê tông thô vì chúng sẽ không liên kết với các vật liệu khác do hàm lượng hữu cơ của chúng. Để làm cho nền đất tương thích hơn, nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm nhiệt phân vật liệu ở nhiệt độ 350 và 500 độ C, sau đó thay thế chúng bằng cát với tỷ lệ 5, 10, 15 và 20 phần trăm (theo thể tích) đối với hỗn hợp bê tông tiêu chuẩn.

Theo nghiên cứu của nhóm, được công bố trên Tạp chí Journal of Cleaner Production, nhóm nghiên cứu nhận thấy rằng ở nhiệt độ 350 độ là nhiệt độ hoàn hảo, tạo ra "cường độ nén của bê tông composite trộn với than sinh học cà phê tăng 29,3%" . Tiến sĩ Roychand cho biết: “Ngoài việc giảm khí thải và tạo ra bê tông chắc chắn hơn, chúng tôi đang giảm tác động của việc liên tục khai thác các tài nguyên thiên nhiên như cát”.

Đồng tác giả nghiên cứu, Tiến sĩ Shannon Kilmartin-Lynch, Nghiên cứu sinh sau tiến sĩ bản địa của Phó hiệu trưởng tại RMIT, cho biết thêm: “Ngành công nghiệp bê tông có tiềm năng đóng góp đáng kể vào việc tăng cường tái chế chất thải hữu cơ như cà phê đã qua sử dụng”. "Nghiên cứu của chúng tôi đang ở giai đoạn đầu, nhưng những phát hiện thú vị này đưa ra một cách sáng tạo để giảm đáng kể lượng chất thải hữu cơ được đưa vào bãi chôn lấp", trong đó quá trình phân hủy sẽ tạo ra một lượng lớn khí mê-tan, một loại khí nhà kính mạnh hơn 21 lần so với carbon dioxit.

Thùy Dung (T/h)