研究人员发现，用废弃的咖啡渣代替一定比例的沙子，可以使混凝土强度提高 30%。咖啡渣是一种有机废料，产量巨大，通常被填埋。这种方法还减少了沙子等自然资源的使用，进一步促进了建筑业绿色循环经济的发展。据估计，全世界每年产生的废咖啡渣（SCG）总量为 6000 万吨（5400 万吨），是咖啡制作过程中产生的最多的废物。传统上，这些咖啡渣大多被填埋。

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现在，皇家墨尔本理工大学（RMIT University）的研究人员首次为这种特殊的废物找到了一种实用的用途：将其融入混凝土中。

这项研究的第一作者 Rajeev Roychand 说："我们工作的灵感来自于找到一种创新的方法来利用建筑项目中的大量咖啡废料，而不是将其填埋--让咖啡的生命"得以延续"。"

由于颗粒细小，SCG 已被提议作为土木建筑应用中的有用成分。因此，研究人员决定对此进行试验。他们首先从澳大利亚墨尔本附近的多家咖啡馆收集SCG，并将其烘干以去除水分。然后在两种不同的温度下（350 °C（662 °F）或 500 °C（932 °F））对干燥的有机材料进行加热，利用一种称为热解的低能耗、无氧工艺生成生物炭。

研究人员使用了十二种混合设计来比较未经处理的 SCG、350 度加热的 SCG 和 500 度加热的 SCG 对混凝土机械和微观结构行为的影响。在普通硅酸盐水泥中分别加入 0%、5%、10%、15% 和 20% 的不同 SCG，作为细骨料的替代品。这里使用的细骨料是天然砂。

将新拌混凝土倒入模具中并振捣以去除气穴。然后在室温下固化 24 小时，脱模并在水箱中固化，直至进行抗压强度测试，并使用 X 射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）进行分析。抗压强度是指固体材料在不发生断裂的情况下所能承受的最大压应力。

研究人员发现，在他们测试的所有混凝土复合材料中，用在 350 °C（662 °F）高温下热解的 SCG 替代 15%沙子的复合材料显著改善了材料性能，使抗压强度提高了 29.3%。虽然这项研究仍处于早期阶段，但结果很有希望，而且由于咖啡无处不在，有可能被用于世界各地的建筑中。

共同第一作者香农-基尔马丁-林奇（Shannon Kilmartin-Lynch）说："混凝土行业有可能为增加废咖啡等有机废物的回收利用做出重大贡献。我们的研究还处于早期阶段，但这些令人兴奋的发现提供了一种创新方法，可以大大减少填埋的有机废物数量。"

除了节省垃圾填埋场的空间，这种混凝土生产技术还解决了另一个环境问题：保护有限的自然资源。我们每年大约开采 400 亿至 500 亿吨砂石用于建筑业。

该研究的共同通讯作者李杰说："为了满足建筑业快速增长的需求，世界各地都在不断开采天然砂--通常取自河床和河岸--这对环境造成了巨大影响。采用循环经济的方法，我们可以让有机废物远离垃圾填埋场，还能更好地保护沙子等自然资源。"

研究人员计划对350度加热的咖啡生物炭进行长期机械和耐久性测试，以了解其在建筑行业的潜在应用，并进一步探索使用不同热解温度对材料性能的影响。

该研究发表在《清洁生产期刊》上。