รีเซต

นักวิจัยพบกากกาแฟช่วยเพิ่มความแข็งแรงของคอนกรีตได้ถึง 30 เปอร์เซ็นต์ พร้อมแก้ปัญหาสิ่งแวดล้อม

นักวิจัยพบกากกาแฟช่วยเพิ่มความแข็งแรงของคอนกรีตได้ถึง 30 เปอร์เซ็นต์ พร้อมแก้ปัญหาสิ่งแวดล้อม
TNN ช่อง16
19 ตุลาคม 2568 ( 10:40 )
17

วันที่ 16 ตุลาคมที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์ในออสเตรเลียได้ค้นพบวิธีการใช้งานจริงที่น่าทึ่งสำหรับกากกาแฟเหลือทิ้ง โดยพบว่า กากกาแฟที่ถูกนำไปเผาไหม้ (Charred coffee grounds) สามารถช่วยเพิ่มความแข็งแรงของคอนกรีตได้มากถึง 30 เปอร์เซ็นต์ สูตรใหม่ที่ชาญฉลาดนี้สามารถช่วยแก้ไขปัญหาด้านสิ่งแวดล้อมได้หลายอย่างพร้อมกัน

ปัญหาขยะและทรัพยากรธรรมชาติ

นักวิทยาศาสตร์คาดว่า ปัจจุบันทั่วโลกมีการผลิตกากกาแฟประมาณ 10 พันล้านกิโลกรัม ในแต่ละปี ซึ่งส่วนใหญ่จบลงที่หลุมฝังกลบ วิศวกรราจีฟ รอยจันด์ (Rajeev Roychand) จากสถาบันเทคโนโลยีรอยัลเมลเบิร์น (RMIT University - Melbourne City Campus) ออสเตรเลีย อธิบายว่า การกำจัดขยะอินทรีย์ดังกล่าวเป็นความท้าทายด้านสิ่งแวดล้อมอย่างยิ่ง เนื่องจากมันจะปล่อยก๊าซเรือนกระจกในปริมาณมาก เช่น มีเทนและคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งมีส่วนสำคัญต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ

นอกจากปัญหาขยะอินทรีย์แล้ว ตลาดการก่อสร้างทั่วโลกที่เฟื่องฟูทำให้ความต้องการคอนกรีตซึ่งเป็นวัสดุที่ต้องใช้ทรัพยากรเข้มข้นเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ก่อให้เกิดความท้าทายด้านสิ่งแวดล้อมอีกชุดหนึ่ง 

วิศวกรจีเอ ลี (Jie Li)  จากสถาบันเทคโนโลยีรอยัลเมลเบิร์น (RMIT University - Melbourne City Campus) ออสเตรเลีย ชี้ให้เห็นว่า การขุดทรายธรรมชาติที่เพิ่มขึ้นทั่วโลก ซึ่งมักนำมาจากแม่น้ำและตลิ่ง เพื่อตอบสนองความต้องการของอุตสาหกรรมการก่อสร้าง มีผลกระทบอย่างมากต่อสิ่งแวดล้อม การรักษาอุปทานทรายที่ยั่งยืนนั้นมีความท้าทายอย่างยิ่ง เนื่องจากทรายเป็นทรัพยากรที่มีจำกัด

นวัตกรรม "ไบโอชาร์" จากกากกาแฟ

ทีมวิจัยเสนอให้ใช้วิธีการแบบ เศรษฐกิจหมุนเวียน (Circular-economy approach) เพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้ขยะอินทรีย์ถูกนำไปฝังกลบ และช่วยรักษาสิ่งแวดล้อมและทรัพยากรธรรมชาติ เช่น ทราย

อย่างไรก็ตาม ผลิตภัณฑ์อินทรีย์ทั่วไป เช่น กากกาแฟ ไม่สามารถเติมลงในคอนกรีตได้โดยตรง เนื่องจากมันจะปล่อยสารเคมีที่ทำให้ความแข็งแรงของวัสดุก่อสร้างลดลง

เพื่อแก้ไขปัญหานี้ ทีมงานจึงได้นำกากกาแฟไปให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูงกว่า 350 องศาเซลเซียส โดยมีการจำกัดปริมาณออกซิเจน กระบวนการนี้เรียกว่า การไพโรไลซิส (Pyrolyzing) ซึ่งจะสลายโมเลกุลอินทรีย์ ผลลัพธ์ที่ได้คือถ่านที่มีรูพรุนและอุดมด้วยคาร์บอน เรียกว่า ไบโอชาร์ (Biochar) ไบโอชาร์นี้สามารถสร้างพันธะและรวมตัวเข้ากับเมทริกซ์ซีเมนต์ได้

นักวิจัยยังได้ลองไพโรไลซิสกากกาแฟที่อุณหภูมิ 500 องศาเซลเซียสด้วย แต่พบว่าอนุภาคไบโอชาร์ที่ได้ไม่แข็งแรงเท่า

การทดสอบความทนทานและการดูแลประเทศ

วิศวกรแชนนอน คิลมาร์ติน-ลินช์ (Shannon Kilmartin-Lynch) กล่าวว่า แม้ว่างานวิจัยจะยังอยู่ในช่วงเริ่มต้น แต่ผลลัพธ์ที่น่าตื่นเต้นเหล่านี้ถือเป็นวิธีใหม่ที่สามารถช่วยลดปริมาณขยะอินทรีย์ที่ไปสู่หลุมฝังกลบได้อย่างมาก เขากล่าวเสริมว่า แรงบันดาลใจในการวิจัยของเขามาจากมุมมองของชนพื้นเมืองที่เกี่ยวข้องกับการดูแลประเทศ (Caring for Country) เพื่อให้มั่นใจว่าวัสดุทั้งหมดมีวงจรชีวิตที่ยั่งยืนและลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม

อย่างไรก็ดี นักวิจัยยังคงต้องประเมินความทนทานในระยะยาวของผลิตภัณฑ์ซีเมนต์ลูกผสมนี้ ขณะนี้ทีมงานกำลังทดสอบว่าซีเมนต์ที่ผสมกากกาแฟนี้มีประสิทธิภาพอย่างไรภายใต้สภาวะความเครียดต่างๆ เช่น วัฏจักรการแข็งตัว/ละลาย, การดูดซึมน้ำ, และการกัดกร่อน

นอกจากนี้ ทีมวิจัยยังมุ่งมั่นที่จะสร้างไบโอชาร์จากแหล่งขยะอินทรีย์อื่น ๆ เช่น ไม้ อาหาร และผลิตภัณฑ์ทางการเกษตรต่อไป

งานวิจัยนี้ได้รับการเผยแพร่ใน Journal of Cleaner Production ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของความพยายามในการค้นหาวิธีการที่ยั่งยืนเพื่อจัดการกับของเสียและทรัพยากรที่ใช้ในการก่อสร้างระดับโลก

ข่าวที่เกี่ยวข้อง