Forscher in Australien haben es mit Kaffeesatz geschafft, Betonstrukturen um 30% zu verstärken. Indem man einfach einen Teil des Sandes durch verbrauchten Kaffee ersetzt, kann das Bauwesen effizienter und umweltfreundlicher werden.
Als Haushaltsgegenstand ist Kaffeesatz überall zu finden. Derzeit wird geschätzt, dass jedes Jahr weltweit etwa 60 Millionen Tonnen produziert werden, von denen der größte Teil einfach weggeworfen wird. Das ist eine Menge Abfall, der zur Produktion von Methangas beiträgt, wenn er auf Mülldeponien landet, was wiederum zur anhaltenden Klimakrise beiträgt. Daher müssen neue Recyclinglösungen entwickelt werden, die dazu beitragen können, die Anhäufung dieser Abfälle zu vermeiden. Hier kommt die Arbeit des Teams der RMIT-Universität ins Spiel.
Beton mit Biokohle
Da gebrauchter Kaffee aus feinen Partikeln besteht, wurden diese als nützliche Ressourcen für kommerzielle Anwendungen angedacht. Um die Idee zu testen, sammelte das Team verbrauchten Kaffeesatz aus Cafés in Melbourne und trocknete ihn dann. Anschließend wurde der Kaffee in einem als Pyrolyse bezeichneten Verfahren erhitzt, bei dem organisches Material unter Ausschluss von Sauerstoff erhitzt wird. Dadurch wurde der Kaffeesatz in Biokohle umgewandelt.
Das Team entwarf dann 12 Mischungen, um die Auswirkungen des Kaffeemehls bei der Herstellung von Beton zu vergleichen. Dabei handelte es sich um unbehandelten, rohen Bauschutt und um Bauschutt, der auf 350°C bzw. 500°C erhitzt wurde. Diese verschiedenen Produkte wurden dann gewöhnlichem Portlandzement in unterschiedlichen Mengenanteilen (0, 5, 10, 15 und 20 Volumenprozent) als Ersatz für Sand zugesetzt.
Der Beton wurde dann geformt und härtete 24 Stunden lang bei Raumtemperatur aus, bevor er entformt und in Wassertanks ausgehärtet wurde, um auf seine Druckfestigkeit und sein Leistungspotenzial geprüft zu werden. Diese Mischung wurde dann mit Röntgenbeugung und Rasterelektronenmikroskopen analysiert. Die Ergebnisse zeigen, dass eine Mischung, die zu 15 % aus bei 350 °C pyrolysiertem Material besteht, die strukturellen Eigenschaften des Betons deutlich verbessert – die Druckfestigkeit steigt um 29,3 %.
Die Verwendung von Biokohle (so wie jene aus Kaffee) könnte bei Bauprojekten den Bedarf an feinem Sand verringern, der weltweit zur knappen Ressource wird. Sand gehört zu den am meisten entnommenen festen Materialien auf der Erde und ist nach Wasser die am zweithäufigsten genutzte Ressource. Außerdem ist die fortgesetzte Gewinnung von Sand äußerst umweltschädlich.
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Bild: Di Bella Coffee auf Unsplash
