Σκυρόδεμα με βάση τον βιοάνθρακα από κατακάθι καφέ παρουσίασαν επιστήμονες του Πανεπιστημίου του Ντον ως μέρος μιας διεθνούς ερευνητικής ομάδας. Οι συγγραφείς της μελέτης πρότειναν επίσης μια νέα μέθοδο κατασκευής ενός τροποποιητικού πρόσθετου. Σύμφωνα με τους ίδιους, η ανάπτυξη μπορεί να μειώσει την κατανάλωση τσιμέντου κατά περίπου 10 τοις εκατό και να βελτιώσει την ποιότητα του σκυροδέματος.

Ο καφές είναι ένα από τα πιο δημοφιλή ροφήματα στον κόσμο, σύμφωνα με το Κρατικό Τεχνικό Πανεπιστήμιο του Ντον (DSTU). Όταν παράγεται ένα κιλό στιγμιαίου καφέ, προκύπτουν περίπου δύο κιλά αποβλήτων. Έτσι, από τους επτά εκατομμύρια τόνους καφέ που παράγονται ετησίως στον κόσμο, μπορούν να ληφθούν περίπου 14 εκατομμύρια τόνοι υγρών αποβλήτων από τη βιομηχανία καφέ.

Σύμφωνα με τους ερευνητές, τα οργανικά προϊόντα, όπως τα κατακάθια καφέ, δεν πρέπει να προστίθενται απευθείας στο σκυρόδεμα, καθώς απελευθερώνουν ουσίες που αποδυναμώνουν το δομικό υλικό. Έτσι, οι επιστήμονες θέρμαναν τους κατακάθους του καφέ στους 400 °C για να αφαιρέσουν το οξυγόνο και στη συνέχεια τους άλεθαν για να παράγουν έναν πορώδη, πλούσιο σε άνθρακα άνθρακα που ονομάζεται βιοάνθρακας.

Οι ειδικοί του DSTU, μαζί με συναδέλφους τους από την Τουρκία, το Αζερμπαϊτζάν και τον Λίβανο, αντικατέστησαν μέρος του τσιμέντου που χρησιμοποιείται στην παραγωγή σκυροδέματος με βιοάνθρακα. Οι ειδικοί μελέτησαν τις ιδιότητες του υλικού που προέκυψε και διαπίστωσαν ότι το πρόσθετο όχι μόνο εξοικονομεί τσιμέντο, αλλά και βελτιώνει τις ιδιότητες του σκυροδέματος. Παράλληλα, για να επιτευχθούν τα βέλτιστα χαρακτηριστικά, η μάζα του βιοάνθρακα στη σύνθεση πρέπει να είναι περίπου τέσσερα τοις εκατό.

«Το σκυρόδεμα που προκύπτει έχει υψηλά φυσικά και μηχανικά χαρακτηριστικά και μια υψηλής ποιότητας δομή. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε κτιριακές κατασκευές για οικιστικούς, αστικούς και κοινωνικούς σκοπούς», δήλωσε ένας από τους συγγραφείς της μελέτης, επικεφαλής του Τμήματος δομικών έργων και κατασκευών του DSTU Σεργκέι Στιόλμαχ.

Πρόσθεσε ότι σε ορθολογικές δοσολογίες (όχι περισσότερο από οκτώ τοις εκατό), ο βιοάνθρακας από κατακάθια καφέ παίζει το ρόλο ενός ορυκτού πληρωτικού υλικού: τα σωματίδια του συμπιέζουν τη δομή του σκυροδέματος και την καθιστούν πιο ομοιόμορφη, καθώς και αυξάνουν την αντοχή του δομικού υλικού.

Οι εικόνες που λαμβάνονται στο μικροσκόπιο δείχνουν ότι η συνολική κατανομή του βιοάνθρακα στο σκυρόδεμα φαίνεται ομοιόμορφη, δεν υπάρχουν περιοχές με αποδυνάμωση ή ενίσχυση μεμονωμένων ζωνών. Κατά τη γνώμη μας, η μελέτη αυτή είναι καθολική και μπορεί να βρει ανταπόκριση σε χώρες του εξωτερικού, ιδίως σε χώρες που είναι προμηθευτές καφέ στην παγκόσμια αγορά (Βραζιλία, Βιετνάμ, Κολομβία, Ινδονησία).

Περαιτέρω έρευνα, σύμφωνα με τον εμπειρογνώμονα, θα αποσκοπεί στη μελέτη των χαρακτηριστικών ανθεκτικότητας του σκυροδέματος με ένα πρόσθετο που βασίζεται σε βιοάνθρακα από κατακάθι καφέ. Οι επιστήμονες σχεδιάζουν να διεξάγουν πειραματικές μελέτες για την αντοχή στον παγετό, την αντοχή στο νερό και την αντοχή σε εναλλασσόμενους κύκλους ύγρανσης και ξήρανσης, καθώς και να εισάγουν νέες συνθέσεις στην παραγωγή σκυροδέματος.