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每年人类要生产约 44 亿吨的混凝土,这需要消耗约 80 亿吨的沙子,沙子的大量开采导致了近年来的严重短缺。与此同时,我们每年也要产生约 100 亿公斤的咖啡渣,这些咖啡渣大多数被填埋在垃圾场里,排放大量的温室气体。
图片来源:《新科学家》网站
为咖啡渣找到新的用武之地可以防止它们在垃圾填埋场排放甲烷。
澳大利亚科学家为废弃的咖啡渣找到了新出路:澳大利亚皇家墨尔本理工大学(RMIT)的研究团队发现,咖啡渣经过特殊处理后,可以在混凝土生产过程中替代沙子,通过适当的比例,可以产生比单独的沙子更强的化学键。制造更坚固的混凝土,借助在350℃下工作的低能耗无氧工艺,将废弃咖啡渣变成生物炭,部分取代制造混凝土所用的沙子,新得到的混凝土强度提高了近30%。此外,这种方法还能减少垃圾填埋场内咖啡渣产生的温室气体。
据估计,全球每年产出1800万吨废咖啡渣,其中大部分被送到垃圾填埋场,它们在此分解释放出甲烷,而甲烷导致的温室气体效应是二氧化碳的21倍。
团队从当地几家咖啡馆收集用过的咖啡渣,并研究用其代替一些通常作为填料掺入混凝土中的沙子的可行性。结果显示,在自然状态下,用废弃的咖啡渣取代沙子成分时,会削弱混凝土的强度。
但当研究人员在350℃的熔炉中,在缺氧情况下将咖啡渣加热2小时,会制造出类似木炭的生物炭。研究表明,如果用这种生物炭代替混凝土中15%的沙子,制成的混凝土砖块的强度比传统砖块提高了29%。
研究人员解释说,生物炭的加入会使混凝土变得更坚固,这可能是因为它拥有可锁住水分的多孔结构,阻止混凝土内部变得干燥而产生微裂缝,微裂缝会削弱其结构强度。
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