Isıl işlem görmüş kullanılmış kahve telvesi betonun basınç dayanımını arttırıyor.
Yeni bir çalışma, betondaki kumun bir kısmını kullanılmış kahve telvesi ile değiştirmenin betonun mukavemetini yaklaşık %30 oranında artırabileceğini öne sürüyor.
İngiliz Kahve Birliği'ne göre dünya çapında her gün 2 milyar fincan kahve tüketiliyor . Ancak yeni çalışmaya göre, kahve telvelerinin çoğu, atıkların yavaş yavaş ayrışarak karbondioksitten 21 kat daha güçlü bir sera gazı olan metan ürettiği çöplüklere atılıyor .
Avustralya'daki araştırmacılar tüm bu kahve atığı için etkili bir geri dönüşüm çözümü bulmuş olabilir: bunu betondaki kumun bir kısmını değiştirmek için kullanmak. Ekip, inşaat sektörünün genellikle nehirlerden, göllerden ve deltalardan kum çıkardığını, dolayısıyla bu önemli tortunun değiştirilmesinin dünya çapındaki yaşam alanlarını da koruyabileceğini söyledi. Kısmen kahve telvesinden yapılan betonun da geleneksel betondan daha güçlü olduğu görüldü.
21 Temmuz'da Journal of Cleaner Production dergisinde çevrimiçi yayınlanan çalışmaları için araştırmacılar, Melbourne'deki yerel kafelerden kullanılmış kahve telvelerini topladılar ve bu kahve atıklarının farklı oranlarının ve ön işlemlerinin betonun özelliklerini nasıl etkilediğini araştırdılar. Kumun %15'ini işlenmiş kahve telvesi ile değiştirmenin basınç dayanımını arttırdığını buldular.
Peki bu olağanüstü ikame nasıl çalışıyor?
Üniversitede inşaat mühendisi olan Holmer Savastano Junior , "Sıradan beton, çimentolu bir bağlayıcı (yani çimento karışımı ve su), kum ve amaçlanan uygulamaya bağlı olarak iyi tasarlanmış oranlarda çakıl gibi kaba bir agregadan oluşur." Araştırmaya dahil olmayan Brezilya'daki São Paulo'dan bir kişi, WordsSideKick.com'a söyledi. Su ve çimento karışımındaki bileşikler arasındaki karmaşık bir dizi hidrasyon reaksiyonu betonun sertleşmesine ve priz almasına neden olur, ancak kum da hayati bir rol oynar.
"Kum ve diğer agregatlar genellikle inert malzemeler olarak tanımlanır ve bu hidrasyon reaksiyonlarına katılmazlar" dedi. "Fakat betonun stabilitesinden, bütünlüğünden ve makroyapısal performansından sorumludurlar; kabaca vücudumuzdaki iskelet elemanlarıyla karşılaştırılabilirler."
Yeni çalışmada araştırmacılar, ham kahve telvesinin ortaya çıkan betonu önemli ölçüde zayıflattığını kısa sürede buldu. Savastano, "İşlenmemiş kullanılmış kahve, taze beton karışımına kimyasallar salabilir ve erken aşamada sertleşmeden ve çimentolu bağlayıcının sertleşmesinden sorumlu olan kimyasal hidrasyon reaksiyonlarını zehirleyebilir" dedi. Ancak ekip, piroliz olarak bilinen kimyasal bir işlem kullanarak bu kahve atıklarının özelliklerini iyileştirdi ve kahve "biyokömür" adını verdikleri uygun bir kum yerine dönüştürdü.
Piroliz, molekülleri kimyasal olarak daha küçük parçalara ayırmak için bir malzemenin yüksek sıcaklıklara (bu durumda 662 ila 932 Fahrenheit (350 ila 500 santigrat derece)) kadar ısıtılmasını içerir. Bu ısıl işlem, kahve telvelerinin stabilitesini artırdı ve hidrasyon reaksiyonlarını sabote eden kimyasalların salınmasını önledi.
Ancak kahve biyokömürünün birkaç önemli yapısal avantajı da vardır.
Savastano, "Kahve biyokömürü, orijinal atık malzemenin gözenekliliğini ve geçirgenliğini hafızasında tutuyor" dedi. "Bu özellikler mekanik performansta ve dolayısıyla beton gibi çimento bazlı malzemelerin dayanıklılığında önemli bir rol oynuyor.
Gözenekli yapı, çimento ile kahve parçacıkları arasındaki yapışmayı arttırır ve nemi biyokömürün gözenekleri içinde hapseder. Bu, betonun sertleşmesinden sorumlu olan hidrasyon reaksiyonları karışımdaki suyu kademeli olarak tüketirken, kahve biyokömürü nemi çevredeki betona geri salarak bu hayati reaksiyonların devam etmesine izin verir ve betonun kurumasını ve çatlamasını önler.
Ekip, betondaki kumun %15'inin 662 F'de üretilen kahve biyokömürüyle değiştirilmesinin mukavemet açısından en iyi gelişmeyi sağladığı sonucuna vardı. Şimdi uzun vadeli performans, su emme, donma-çözülme direnci ve elektriksel direnç gibi diğer özellikleri araştırıyorlar ve bu yeni malzemeyi sahada denemek için yerel konseylerle birlikte çalışmaya başlamayı umuyorlar.
0 Yorumlar