你知道嗎？全球咖啡業最浪費的副產品就是「咖啡渣」，估計每年會產生6000萬磅的咖啡渣，大部分會填埋在垃圾場中，就像所有有機物質一樣，會排放大量的溫室氣體，包括甲烷和二氧化碳。澳洲皇家墨爾本理工大學（RMIT）的材料科學家們看到了這個生態問題，他們提出了多年來都沒有人想到的綠色解決方案，將劇烈的改變咖啡渣的未來。

 

咖啡渣強化混凝土的綠色解決方案

 

僅在澳洲，每年有大約75,000噸咖啡渣產生。澳洲皇家墨爾本理工大學（RMIT）的工程學學士生 Senura Kohombange 和 Anthony Abiad 與 Srikanth Venkatesan博士合作，測試和開發所謂的“咖啡磚”，他們認為這些材料可能大有可為。

左至右: Dr Srikanth Venkatesan, Anthony Abiad and Senura Kohombange

 

澳洲皇家墨爾本理工大學的土木工程哲學博士Rajeev Roychand 表示：“這種將廢物轉化為資源的方法，將會創造一個封閉循環經濟。”

該研究最初集中於將咖啡廢料(SCG)用於家庭、車道或辦公樓的建築中的做為天然砂的替代品。由於大多數混凝土混合材料中含有多達80％的砂，也是地球上使用量第三大的資源。該小組希望可以盡可能用咖啡渣代替天然砂。Venkatesan 博士表示，最大的挑戰是確保添加的廢棄咖啡渣不會降低混凝土的強度。

Roychand的團隊將在墨爾本的咖啡店收集來的咖啡渣(SCS)乾燥並加熱到不同的溫度，分別為350°C和500°C，並將它們按5％、10％、15％和20％的比例注入混合物，然後進行一個無氧過程，稱為熱解，其中有機分子振動並分解成更小的分子。這創造了一種稱為生物炭的輕質類似木炭的物質。研究人員發現，添加350°C的15%咖啡渣表現最佳。實際上，這使混凝土在壓力下的強度增加了驚人的30％。

不同溫度的強度變化

 

團隊對混凝土進行了仔細的分析，使用X射線、掃描顯微鏡以及對碳、氫、氮和硫含量的評估，以繪製出內部的剖面，在這個溫度和比例下，咖啡渣在混凝土中創造了有益的多孔結構。Roychand解釋說：“生物炭中的孔道吸收和保留水分，充當微型儲水庫，然後可以慢慢釋放到周圍的混凝土基質中，有助於水泥顆粒的水化作用。”Roychand解釋：“這可以帶來改善的強度發展，減少微裂紋，提高整體耐久性。”

混凝土強度提高了 30%

 

這項研究結果發表在《Journal of Cleaner Production》上，土木工程哲學博士 Rajeev Roychand 表示，處理有機廢物是一個環境挑戰，因為它排放大量的溫室氣體，對氣候變化會有顯著的負面影響。他的團隊的靈感是找到一種創新的方式，將大量的咖啡廢料應用於建築項目，而不是填埋在垃圾場，從而讓咖啡“得到了第二次機會”。

 

減少對有限天然砂的需求

 

增強混凝土強度對於建築行業來說無疑是一個超好的消息，這不僅可以防止咖啡渣填埋在垃圾場，還可以減少天然砂的需求。

Rajeev Roychand 表示：“天然砂是一種有限的自然資源，必須不斷開採以滿足建築業不斷增長的需求。”

每年，建築項目中使用的混凝土依賴於提取550億噸天然砂作為顆粒的粗糙外表提供更多表面積，以便水和水泥結合。然而，由於環保意識興起後，河川區域的砂石開授受限，導致供給短缺，業界也迫切尋求替代材料，以緩解砂石供需失衡的狀況。所以，用咖啡渣替代砂不僅可以減少咖啡廢料的浪費，還可以解決天然砂的有限供應問題。

  

環境與建築業的雙重好處

 

這一綠色創新引起了當地政府和建築業的濃厚興趣，他們希望將這一技術應用於實際項目中，為環境和建築業都帶來雙重好處，無論是在他們的杯子中還是在混凝土中。
如果這一理念擴展到全球，每年被填埋的數以萬噸的咖啡渣將獲得新的生命，同時也為建築業注入更多的創新能量，綠色建築的未來可能就在咖啡渣中！

為我們提供了一個綠色建築的未來展望，同時也呈現了科學和創新的力量。透過將浪費的咖啡渣轉化為有價值的資源，我們不僅可以解決環境問題，還可以為建築業帶來更堅固和可持續的建材。

隨著更多的政府和業界開始關注這一研究，我們可以預見咖啡渣強化混凝土將在未來的建築項目中發揮重要作用。這不僅對環境有益，還將促進建築業的可持續發展，為我們的星球和未來世代帶來更美好的未來。

因此，咖啡可能不僅能為我們的清晨提供精力，還能為我們的建築項目注入新的活力，成為一個更環保和堅固的選擇。這項研究證明了科學的力量，也提醒我們，創新的解決方案可能就在我們每天的生活中等待被發現。

 

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