Koffie is niet alleen de ochtendbrandstof voor miljoenen mensen over de hele wereld, maar koffiedik zou ook een revolutionaire rol kunnen spelen in de bouwindustrie. Een recent onderzoek, gepubliceerd in het Journal of Cleaner Production, heeft aangetoond dat koffiedik, wanneer het op de juiste manier wordt behandeld, de eigenschappen van beton, een essentieel materiaal in de bouw, aanzienlijk kan verbeteren.
Van afval een grondstof maken
Het dumpen van organisch afval, zoals koffiedik, op stortplaatsen draagt aanzienlijk bij aan de uitstoot van broeikasgassen, vooral methaan, dat 21 keer meer invloed heeft op het klimaat dan kooldioxide. Tegenover deze uitdaging hebben onderzoekers een methode gevonden om dit afval te recyclen, waardoor het een waardevolle toepassing krijgt als gedeeltelijke vervanging voor zand in beton.
Wat is pyrolyse
Het belangrijkste proces is pyrolyse, een techniek waarbij koffiedik in een zuurstofvrije omgeving wordt verhit tot temperaturen van 350 °C of meer. Dit proces zet de koffiedrab om in biochar, een poreus, koolstofrijk materiaal.
Het onderzoek toonde aan dat de bij 350 °C verkregen biochar (350CBC genoemd) tot 15% van het zand in betonmengsels kan vervangen, waardoor de druksterkte van de resulterende constructies met 29,3% toeneemt in vergelijking met conventioneel beton.
Het succes van 350CBC wordt toegeschreven aan drie belangrijke factoren:
- Verbeterde hechting: De biochar heeft een effectieve interactie met de cementpasta, waardoor een robuustere microstructuur ontstaat.
- Structurele versterking: De poriën in de biokool zorgen ervoor dat het cement kan binnendringen en het mengsel versterkt.
- Interne uitharding: Water dat is opgeslagen in de poriën van de biochar komt geleidelijk vrij, waardoor het uithardingsproces verbetert.
Wanneer koffiedik daarentegen wordt blootgesteld aan hogere temperaturen (500 °C), heeft de resulterende biochar een brozere structuur die de sterkte van het beton vermindert.
Een duurzame doorbraak
Het onderzoek opent niet alleen de deur naar een duurzame methode om koffieafval te verwerken, maar biedt ook voordelen voor het milieu en de economie. Door koffiedik te gebruiken om zand in beton gedeeltelijk te vervangen, kan de winning van deze natuurlijke hulpbron worden verminderd en de koolstofuitstoot die gepaard gaat met het transport en de productie van traditionele materialen worden teruggedrongen.
