咖啡渣另類用途 提高混凝土強度

全球每年約產生1千萬噸咖啡渣，常被用在消除環境氣味、製作肥料等，但大部分咖啡渣沒有被利用。澳洲的大學近期將咖啡渣熱裂解後加入水泥中，大幅增加混凝土強度。

澳洲墨爾本皇家理工大學（Royal Melbourne Institute of Technology）研究團隊將廢棄的咖啡渣（SCG）放入無氧環境中進行熱裂解，使其轉變成生物炭後加入水泥中，可增加混凝土強度近30%。研究成果已發表在《清潔生產期刊》（Journal of Cleaner Production）。

咖啡渣屬於有機廢物，未經轉換直接添加在水泥中，不僅降低水泥顆粒的水化反應，也會影響混凝土抗壓強度。

研究人員將咖啡渣分別放入350°C和500°C的無氧環境中，進行熱裂解煅燒2小時產生生物炭，並將生物炭以不同比例混入水泥中取代沙子，結果發現350°C產生的生物炭，以15%比率混入水泥中，混凝土抗壓強度增加近30%；500°C產生的生物炭，也以15%比率混入水泥中，混凝土抗壓強度增加22.9%。

研究還發現，加入的生物炭比率越高，混凝土抗壓強度增加的比率越小。

通過多種儀器檢測發現，500°C產生的生物炭，碳、氮、硫含量最高，350°C生物炭次之。另外，咖啡渣生物炭金屬礦物質含量大多高於未處理的咖啡渣。

研究人員還觀察到，咖啡渣在熱裂解後會產生多孔結構，這種結構會隨著熱裂解的溫度升高而增加，讓水泥漿更容易滲入多孔生物炭材料中，進而增強混凝土的強度。

墨爾本皇家理工大學基爾馬丁-林奇（Kilmartin-Lynch）博士說，「混凝土行業能為咖啡渣等有機廢物的回收，做出重大的貢獻。雖然我們的研究還處於早期階段，但這項新發現提供了創新方法，可以減少它們進入垃圾場。」

目前全球建築每年使用的天然砂約500億噸。該研究團隊的組長李傑（音譯，Jie Li）表示，這些沙子通常是從河床和河岸開採，但過度開採已經嚴重破壞環境，咖啡渣生物炭可替代部分沙子，減少環境破壞。◇