دراسة حديثة: الخرسانة المخلوطة بالقهوة المطحونة أقوى من الخرسانة العادية | علوم

صناعة الخرسانة يمكن أن تساهم بشكل كبير في زيادة إعادة تدوير النفايات العضوية مثل القهوة المستعملة.

ينتج البشر حوالي 4.4 مليارات طن من الخرسانة كل عام، وتستهلك هذه العملية نحو 8 مليارات طن من الرمال، الأمر الذي أدى جزئيا إلى نقص حاد في سلع البناء في السنوات الأخيرة.

وفي الوقت نفسه، يخلّف البشر حوالي 10 مليارات كيلوغرام من القهوة المطحونة المستخدمة، واكتشف فريق من الباحثين من “جامعة آر إم آي تي” (RMIT) في أستراليا أن تلك القهوة يمكن استخدامها بديلا للسيليكا في عملية إنتاج الخرسانة، لأنها تنتج رابطة كيميائية أقوى بكثير من استخدام الرمال وحدها.

وقال الدكتور راجيف رويتشاند المؤلف الرئيسي للدراسة والأستاذ بكلية الهندسة في جامعة “آر إم آي تي”، “إن التخلص من النفايات العضوية يشكل تحديا بيئيا لأنه تنبعث منه كميات كبيرة من الغازات الدفيئة بما في ذلك الميثان وثاني أكسيد الكربون، والتي تساهم في تغير المناخ”. وأشار إلى أن أستراليا وحدها تنتج 75 مليون كيلوغرام من القهوة المستعملة كل عام، وينتهي معظمها في مدافن النفايات.

التحليل الحراري

وأوضح الدكتور رويتشاند أنه لا يمكن ببساطة خلط بقايا القهوة الخام مع الخرسانة القياسية لأنها لن تتحد مع المواد الأخرى بسبب محتواها العضوي. ومن أجل جعل الخلطة أكثر توافقا، أجرى الفريق تجارب على التحليل الحراري للمواد عند 350 و500 درجة مئوية، ثم استبدلها بالرمل بنسب 5 و10 و15 و20 (من حيث الحجم) للخلطات الخرسانية القياسية.

ووجد الفريق أن درجة الحرارة المثالية عند 350 درجة، تنتج تحسينا بنسبة 29.3% في قوة الضغط للخرسانة المركبة الممزوجة بالفحم الحيوي الناتج عن معالجة القهوة المطحونة، وفقا لدراسة الفريق، التي نُشرت في عدد سبتمبر/أيلول 2023 من دورية “جورنال أوف كلينر برودكشن”.

وقال الدكتور رويشاند، “بالإضافة إلى تقليل الانبعاثات وصنع خرسانة أقوى، فإننا نقلل تأثير التعدين المستمر للموارد الطبيعية مثل الرمال”.

وأضافت الدكتورة شانون كيلمارتن لينش، المؤلفة المشاركة في الدراسة، وزميلة أبحاث ما بعد الدكتوراه للسكان الأصليين في جامعة “آر إم آي تي” في البيان الصحفي المنشور على موقع الجامعة في 23 أغسطس/آب الجاري “إن صناعة الخرسانة يمكن أن تساهم بشكل كبير في زيادة إعادة تدوير النفايات العضوية مثل القهوة المستعملة. بحثنا في مراحله الأولى، لكن هذه النتائج المثيرة تقدم طريقة مبتكرة لتقليل كمية النفايات العضوية التي تذهب إلى مكب النفايات بشكل كبير، حيث يؤدي تحللها إلى توليد كميات كبيرة من غاز الميثان، وهو من الغازات الدفيئة أقوى 21 مرة من ثاني أكسيد الكربون”.