Sử dụng bã cà phê để… đông cứng bê tông

Phương pháp đầy hữu dụng này không chỉ giúp đem lại lợi ích cho xây dựng, mà còn giúp tái chế những chất thải như bã cà phê, giúp làm chậm việc tiêu thụ cũng như cạn kiệt những tài nguyên thiên nhiên như cát, góp phần hơn nữa vào công cuộc đổi mới sang nền kinh tế tuần hoàn xanh trong xây dựng.

Thông thường bã cà phê sẽ được đem đến trung tâm xử lý rác thải để tiêu hủy và chôn lấp. Theo ước tính, tổng lượng bã cà phê đã qua sử dụng hàng năm trên toàn thế giới trung bình khoảng 60 triệu tấn, trở thành loại chất thải được tạo ra nhiều nhất trong quá trình làm cà phê. Vì vậy, với khối lượng khổng lồ này sẽ rất khó khăn để có thể tiêu hủy hết lượng bã cà phê, chưa kể sẽ gây ô nhiễm bởi những bã cà phê thải ra bừa bãi.

Rajeev Roychand, người chỉ đạo chính của nghiên cứu sử dụng bã cà phê cho biết: “Cảm hứng cho công việc của chúng tôi là sáng tạo ra một phương phá để áp dụng lượng lớn chất thải cà phê vào trong các dự án xây dựng thay vì đưa chúng vào những bãi chôn lấp –“một công đôi việc” cho những thức uống giúp chúng ta tỉnh táo!”

Do kích thước hạt và độ mịn của chúng, những bã cà phê đã qua sử dụng (SCG) đã được đề xuất như một thành phần hữu ích trong các ứng dụng dân dụng và xây dựng. Các nhà nghiên cứu đã quyết định bắt tay vào thử nghiệm. Đầu tiên, họ thu thập SCG từ nhiều quán cà phê khác nhau quanh Melbourne, Australia rồi sấy khô để loại bỏ độ ẩm. Sau đó, đun nóng chúng ở hai mức nhiệt khác nhau – 350 °C (662 °F) hoặc 500 °C (932 °F) - sử dụng một quy trình năng lượng thấp, không oxy với tên gọi là quá trình nhiệt phân để tạo ra than sinh học.

Tiếp đó, đổ bê tông tươi vào khuôn và rung để loại bỏ túi khí. Sau đó, xử lý ở nhiệt độ phòng trong 24 giờ, thả vào trong bể nước cho đến khi đạt cường độ nén tiêu chuẩn (ứng suất nén tối đa mà vật liệu rắn có thể duy trì mà không bị gãy) và phân tích bằng nhiễu xạ tia X (XRD) và kính hiển vi điện tử quét (SEM).

Các nhà nghiên cứu sau đó tiến hành thử nghiệm nhằm so sánh hiệu quả của từng loại bê tông, và thật bất ngờ, khi loại có 15% cát được thay thế bằng bã cà phê cho thấy những cải thiện đáng kể về chất liệu, cũng như độ bền và độ cứng cáp, tăng cường đến 29,3% hiệu suất.

Mặc dù công cuộc nghiên cứu vẫn còn đang trong những giai đoạn đầu tiên, nhưng các nhà khoa học đã khẳng định c rằng kết quả chắc chắn sẽ rất hứa hẹn, và cà phê, có thể sẽ được sử dụng rộng rãi trong công cuộc xây dựng trên khắp thế giới.

Đồng tác giả Shannon Kilmartin-Lynch cũng cho biết: “Ngành công nghiệp bê tông có tiềm năng đóng góp đáng kể vào việc tăng cường tái chế chất thải hữu cơ đã qua sử dụng như bã cà phê”. “Nghiên cứu của chúng tôi mới đang trong giai đoạn đầu, nhưng những phát hiện thú vị này đưa ra một giải pháp vô cùng sáng tạo để giảm đáng kể lượng chất thải hữu cơ trên thế giới.”

Ngoài lợi ích tiết kiệm không gian tại các bãi chôn lấp, kỹ thuật sản xuất bê tông mới này còn giải quyết một vấn đề môi trường khác: bảo tồn nguồn tài nguyên thiên nhiên và cụ thể là cát-thành phần chính trong xây dựng. Chúng ta đang khai thác khoảng 40 đến 50 tỷ tấn cát và sỏi mỗi năm để sử dụng trong xây dựng, việc này diễn ra rất thường xuyên, vì xây dựng cũng là nhu cầu thiết yếu của mọi quốc gia, nhưng hành động này cũng sẽ để lại hậu quả cũng như tác động khá lớn đến môi trường và tài nguyên biển.

Jie Li, đồng tác giả của nghiên cứu cho biết. “Với cách tiếp cận nền kinh tế tuần hoàn, chúng ta có thể dần loại bỏ chất thải hữu cơ khỏi bãi chôn lấp và đồng thời bảo tồn được các tài nguyên thiên nhiên như cát.”

Hoàng Nguyên (theo newatlas)