Theo họ, sáng chế này cho phép giảm tiêu thụ xi măng khoảng 10% và cải thiện chất lượng bê tông. Kết quả nghiên cứu được công bố trên Recycling.
Các nhà khoa học DSTU cho biết, cà phê là một trong những đồ uống phổ biến nhất trên thế giới. Quá trình sản xuất một kg cà phê hòa tan phát sinh khoảng hai kg chất thải. Như vậy, từ bảy triệu tấn cà phê được sản xuất trên thế giới hàng năm có thể thu được khoảng 14 triệu tấn chất thải ướt của ngành công nghiệp cà phê.
Theo các nhà nghiên cứu, không thể thêm trực tiếp các sản phẩm hữu cơ như bã cà phê vào bê tông vì chúng tiết ra các chất hóa học làm giảm độ bền của vật liệu xây dựng. Do đó, nhóm nghiên cứu đã nung nóng bã cà phê ở nhiệt độ 400°C trong khi loại bỏ oxy khỏi bã, sau đó nghiền bã cà phê để tạo ra một loại than xốp giàu carbon gọi là than sinh học.
Các chuyên gia của DSTU cùng với các đồng nghiệp từ Thổ Nhĩ Kỳ, Azerbaijan và Lebanon đã thay thế một phần xi măng bằng than sinh học trong quy trình sản xuất bê tông. Các chuyên gia đã nghiên cứu các đặc tính của vật liệu thu được và nhận thấy rằng chất phụ gia này không chỉ tiết kiệm xi măng mà còn cải thiện những tính chất cơ bản của bê tông. Đồng thời, để đạt được các đặc tính tối ưu nhất, khối lượng than sinh học trong chế phẩm phải xấp xỉ 4%.
“Bê tông thu được có các đặc tính cơ lý cao và kết cấu chất lượng cao. Nó có thể được sử dụng trong các công trình xây dựng nhà ở dân dụng và công trình công cộng”, - ông Sergei Stelmakh, một trong những tác giả của nghiên cứu, trưởng bộ môn “Xây dựng các công trình độc đáo” tại DSTU, cho biết.
Ông nói thêm rằng, với liều lượng hợp lý (không quá 8%), than sinh học từ bã cà phê đóng vai trò là chất độn khoáng: các hạt của nó nén chặt cấu trúc bê tông và làm cho nó đồng đều hơn, đồng thời cũng làm tăng độ bền của vật liệu xây dựng.
"Những bức ảnh chụp bằng kính hiển vi cho thấy sự phân bố tổng thể của than sinh học trong bê tông có vẻ đồng đều, không có khu vực nào bị suy yếu hay tăng cường từng vùng riêng lẻ. Theo quan điểm của chúng tôi, nghiên cứu này có tính vạn năng và có thể thu hút sự quan tâm của nước ngoài, đặc biệt là các nước xuất khẩu cà phê lớn nhất thế giới (Brazil, Việt Nam, Colombia, Indonesia)”, - ông Sergei Stelmakh lưu ý.
Theo chuyên gia Stelmakh, bước tiếp theo trong quá trình nghiên cứu nhằm mục đích đánh giá độ bền lâu dài của bê tông với chất phụ gia dựa trên than sinh học từ bã cà phê. Các nhà khoa học có kế hoạch tiến hành các nghiên cứu thực nghiệm về khả năng chống băng giá, chống nước và chống lại các chu kỳ ướt khô xen kẽ, cũng như đưa các chế phẩm mới vào sản xuất bê tông.