Kaffegrums i beton: Sådan kan din morgenkaffe revolutionere byggebranchen

Vidste du, at din daglige morgenkaffe kan være med til at gøre byggebranchen mere bæredygtig? Det lyder skørt, men det er præcis, hvad der sker! I Australien produceres der hvert år omkring 75.000 tons kaffegrums, som normalt ender på lossepladser og frigiver metan, en ekstremt skadelig drivhusgas. Men Roychand et al. publicerede en artikel i Journal of Cleaner Production i 2023 og viste, at kaffegrums – hvis det behandles ordentligt – kan være en værdifuld ressource til betonproduktion. Ved at omdanne kaffegrums til biokul gennem pyrolyse kan det i fremtiden erstatte naturligt sand i betonblandinger og dermed løse flere miljøproblemer på én gang. Læs videre for at lære, hvordan din kaffe kan ændre verden!

Sandslotte lavet af kaffegrums? Sandminedriftens situation

Bortskaffelsen af organisk affald udgør en stor miljøbelastning, da dets nedbrydning producerer drivhusgasser som metan, der er 21 gange mere skadeligt for klimaet end CO2. Der frigives også kuldioxid, lattergas og ammoniak. En betydelig del af dette affald er brugt kaffemalet (SCG). Alene i Australien produceres der årligt omkring 75.000 tons kaffegrums, hvoraf en stor del ender på lossepladser og frigiver metan, som bidrager væsentligt til klimaforandringerne. Derfor er det påtrængende nødvendigt at finde genbrugsløsninger for at omdanne dette affald til kommercielt anvendelige ressourcer og samtidig reducere drivhusgasemissionerne.

Parallelt med problemet med organisk affald er byggebranchens stadigt stigende efterspørgsel efter naturligt sand, hvis udvinding giver alvorlige miljø- og bæredygtighedsproblemer. Byggebranchen skal derfor finde alternative råvarer for at sikre sin langsigtede bæredygtighed. Tidligere forskning viser, at betonindustrien har et stort potentiale for at udnytte forskellige industrielle biprodukter og affald, såsom flyveaske, slagger, glas, dæk og plast.

Fra affald til byggemateriale: kaffegrums i byggebranchen

På grund af deres fine partikelstørrelse er kaffegrums blevet undersøgt til forskellige anvendelser i byggeriet. Undersøgelser har dog vist, at ubehandlet kaffegrums reducerer betonens tryk- og bøjningsstyrke væsentligt. F.eks. resulterede tilsætning af 20 % kaffegrums som erstatning for fint sand i et fald i trykstyrken med 44 % og i bøjningsstyrken med 68 % efter 28 dage. Lignende negative effekter er blevet observeret ved brug af kaffegrums i keramiske materialer.

Varme bønner: Pyrolyseret kaffegrums som redningsmand

I sin naturlige form er kaffegrums ikke en egnet erstatning for byggematerialer. Undersøgelser har dog vist, at positive resultater kan opnås gennem pyrolyse af kaffegrums. Under pyrolyse nedbrydes organisk affald ved høje temperaturer i fravær af ilt, hvilket producerer kulstofrigt, porøst biokul. Undersøgelser har vist, at tilsætning af kaffegrumsbaseret aktivt kul til mørtelprøver øger trykstyrken.

Effekter af forskellige pyrolysetemperaturer

Et omfattende forskningsprojekt undersøgte brugen af rå og pyrolyseret kaffegrums behandlet ved 350°C og 500°C som erstatning for fint sand i beton. Resultaterne viste, at tilsætning af 5 % kaffegrums påvirker trykstyrken signifikant, fordi organiske forbindelser forstyrrer cementpartiklernes hydratiseringsreaktion. I modsætning hertil forbedrede pyrolyseret kaffegrums ved 350°C (350CBC) betonens trykstyrke betydeligt, især ved en udskiftningsgrad på 15%.

Fra espresso til byggemateriale: Den praktiske anvendelse

Australien producerer omkring 75.000 tons kaffegrums årligt, som kan forarbejdes til omkring 22.500 tons biochar gennem pyrolyse ved 350°C. Denne biokul kan bruges i byggeindustrien som en erstatning for fint sand, hvilket giver mulighed for en betydelig forøgelse af betonstyrken og bæredygtig anvendelse af affald.

Miljømæssige fordele

Dette projekt giver en miljøvenlig måde at bortskaffe organisk affald på og reducerer metanudledningen, som er 21 gange mere skadelig for klimaet end CO2. Samtidig mindskes afhængigheden af kontinuerlig udvinding af naturressourcer til beton.

Økonomiske og sociale fordele

Anvendelsen af biokul i byggeriet skaber en ny industri, der tilbyder direkte og indirekte beskæftigelsesmuligheder langs hele værdikæden. Dette har både økonomiske og sociale fordele og bidrager til skabelsen af et lukket økonomisk kredsløb.

Konklusion: Revolutionen i din kop

Denne undersøgelse har vist, at pyrolyse af kaffegrums ved 350°C fører til en væsentlig forbedring af betonstyrken. Brugen af 350CBC tilbyder en bæredygtig løsning for byggebranchen og bidrager til reduktion af drivhusgasemissioner. Yderligere langsigtede mekaniske og holdbarhedstest er nødvendige for yderligere at udforske anvendelsen af 350CBC i byggebranchen.

Byggebranchens fremtid kan gøres væsentligt mere bæredygtig og miljøvenlig gennem innovativ brug af organisk affald såsom kaffegrums.