ابتكر علماء من جامعة الدون للعلوم التقنية بالتعاون مع علماء من تركيا وأذربيجان ولبنان نوعا جديدا من الخرسانة باستخدام الفحم الحيوي المستخلص من بقايا القهوة بعد معالجتها. هذا الابتكار يمثل خطوة جديدة نحو استخدام المواد المستدامة في صناعة البناء، ويهدف إلى تحسين خصائص الخرسانة وتقليل استهلاك الأسمنت.

مزايا إضافة بقايا القهوة إلى الخرسانة

أظهرت الأبحاث أن إضافة بقايا القهوة إلى الخرسانة يمكن أن يساعد في تقليل نسبة الأسمنت المستخدمة دون التأثير سلبا على جودة الخرسانة. وأوضح الباحثون أن بقايا القهوة تُعالج لتحويلها إلى فحم حيوي، الذي يساهم في تعزيز قوة الخرسانة وتحسين خصائصها بشكل عام.

طريقة معالجة بقايا القهوة وتحويلها إلى فحم حيوي

يؤكد العلماء أنه لا يمكن إضافة بقايا القهوة مباشرة إلى الخرسانة بسبب تأثيراتها السلبية على متانة المادة. لذلك، يتم تسخين بقايا القهوة إلى 400 درجة مئوية لإزالة الأكسجين، مما يؤدي إلى تحويلها إلى فحم مسامي غني بالكربون يعرف بالفحم الحيوي، بعد ذلك يتم طحن هذا الفحم لاستخدامه في صناعة الخرسانة.

تحسين خصائص الخرسانة باستخدام الفحم الحيوي

أظهرت الدراسات أن إضافة الفحم الحيوي إلى الخرسانة يساعد في تقليل استخدام الأسمنت، كما أنه يُحسن الخصائص الفيزيائية والميكانيكية للخرسانة، وتم تحديد أن أفضل نسبة لإضافة الفحم الحيوي هي 4% من تركيب الخرسانة للحصول على أفضل النتائج من حيث الجودة والمتانة.

تطبيقات الخرسانة الجديدة في البناء

وفقًا للباحث سيرغي ستيلماخ، رئيس قسم بناء المباني والمنشآت الفريدة في جامعة الدون، فإن الخرسانة الناتجة تتمتع بخصائص فيزيائية وميكانيكية عالية الجودة، مما يجعلها مثالية للاستخدام في بناء المباني السكنية والمنشآت الاجتماعية العامة. ويضيف أن إضافة الفحم الحيوي بنسبة لا تزيد عن 8% يُحسن من خصائص الخرسانة ويزيد من قوتها، مما يساهم في تحسين متانة المواد البنائية.

خطط مستقبلية لتطوير الخرسانة المبتكرة

يخطط الباحثون لإجراء دراسات إضافية لفحص متانة الخرسانة المبتكرة بشكل شامل، بما في ذلك اختبار مقاومة الخرسانة للتجمد، مقاومة الماء، وكذلك قدرتها على التحمل خلال دورات الترطيب والتجفيف. كما يعمل العلماء على إدخال مركبات جديدة في إنتاج الخرسانة لتحسين خصائصها بشكل أكبر.

يمثل هذا الابتكار في صناعة الخرسانة خطوة نحو الاستدامة في البناء باستخدام مواد طبيعية مثل بقايا القهوة، كما يفتح المجال أمام تطوير تقنيات جديدة لتحسين جودة الخرسانة وتقليل تأثيراتها البيئية، ما يعد إضافة مهمة للقطاع الصناعي والبنائي.