Kalter Kaffee: Bohnenrückstände machen Beton 30 Prozent stärker

Forscher:innen fanden heraus, dass man Beton 30 Prozent stärker machen kann, indem man einen Teil des verwendeten Sandes mit Kaffesatz ersetzt, also dem Rückstand der gemahlenen Boden nach der Kaffeezubereitung. Dieser landet sonst in rauen Mengen auf Müllklippen. Die Methode würde logischerweise auch den Verbrauch der natürlichen Ressource Sand eindämmen und ihren Beitrag zur Errichtung einer grünen Kreislaufwirtschaft leisten.

Kaffee Kraftstoff — Foto: dumping into portafilter, David Joyce, Flickr, CC BY-SA 2.0

Kaffeesatz statt Sand

Schätzungsweise werden weltweit pro Jahr etwa 60 Millionen Tonnen Kaffeesatz produziert. Es handelt sich um das mengenmäßig am meisten anfallende Abfallprodukt der Kaffeezubereitung. Kaffeesatz wird zu großen Teilen über den Hausmüll entsorgt und landet auf Müllkippen.

An der Stelle setzen Forscher:innen der RMIT University an. Sie haben eine neuartige, praktische Möglichkeit zur Verwendung von Kaffeesatz gefunden: den Einsatz in Beton.

„The inspiration for our work was to find an innovative way of using the large amounts of coffee waste in construction projects rather than going to landfills – to give coffee a ‘double shot’ at life„, so Rajeev Roychand, der Hauptautor der Studie.

Biokohle durch Pyrolyse

Aufgrund der kleinen Partikelgröße wird Kaffeesatz bereits seit einiger Zeit als nützliche Komponente zur Anwendung in Baustoffen diskutiert. Die Forscher:innen entschieden sich, dies zu testen. Dazu sammelten sie Kaffeesatz aus diversen Cafés in der Umgebung von Melbourne in Australien und trockneten diesen, um die Feutchtigkeit zu entfernen. Das getrocknete organische Material wurde dann auch zwei Temperaturen erhitzt – entweder 350 Grad Celsius oder 500 Grad Celsius. Durch das Pyrolyse-Verfahren wurde eine Art Biokohle hergestellt.

Diese haben die Wissenschaftler:innen dann zu einem Anteil von 0, 5, 10, 15 und 20 Prozent als Ersatz für Sand in Beton verwendet. Die verschiedenen Mischungen wurden dann in Formen gegossen und härteten bei Raumtemperatur für 24 Stunden aus. Anschließend testeten die Forscher:innen die Stärke des Resultats und analysierten den Beton mit Röntgentechnik und Elektronenmikroskopie.

Stärkeres Beton dank Kaffeeabfällen

Das Resultat der Messungen ergab, dass der Beton mit 15 Prozent bei 350 Grad Celsius getrocknetem Kaffeesatz am meisten von der Maßnahme profitierte: Seine Widerstandskraft gegen Kompressions-Kräfte stieg um 29,3 Prozent.

Die Forschung steckt quasi noch in den Kinderschuhen, aber die Wissenschaftler:innen sehen ihre Ergebnisse als vielversprechend an. Kaffee und damit Kaffeesatz ist quasi überall vorhanden, was bedeutet, dass die Methode weltweit verwendet werden könnte.

„The concrete industry has the potential to contribute significantly to increasing the recycling of organic waste such as used coffee. Our research is in the early stages, but these exciting findings offer an innovative way to greatly reduce the amount of organic waste that goes to landfill„, so Sannon Kilmartin-Lynch, eine weitere Hauptautorin der Studie.

Einsparungen bei natürlichen Ressourcen

Die Methode würde nicht nur Abfälle vermeiden und damit Platz auf Müllkippen einsparen, sondern auch dabei helfen, den Verbrauch natürlicher Ressourcen zu minimieren – in diesem Fall Sand. Weltweit werden im Bauwesen Jahr für Jahr 40 bis 50 Milliarden Tonnen Sand und Schotter verbraucht.

„The ongoing extraction of natural sand around the world – typically taken from river beds and banks – to meet the rapidly growing demands of the construction industry has a big impact on the environment. With a circular-economy approach, we could keep organic waste out of landfill and also better preserve our natural resources like sand„, so Jie Li, der an der Studie beteiligt war.

Die Forscher:innen wollen nun auf längere Zeit ausgelegte Untersuchungen durchführen, in denen die mechanischen Eigenschaften sowie die Haltbarkeit des Betons mit bei 350 Grad Celsius produzierten Biokohle aus Kaffeesatz untersucht wird. Außerdem wollen sie noch mit weiteren Temperaturen für die Pyrolyse experimentieren, um zu sehen, wie sich das auf das Material auswirkt.

via RMIT University