Theo nghiên cứu của Đại học RMIT (Australia)được công bố trên tạp chí Journal of Cleaner Production, bã cà phê sau khi được xử lý bằng nhiệt có thể giúp tăng độ bền chịu nén của bê tông lên tới gần 30%.

Phát hiện này đặc biệt có ý nghĩa khi mỗi năm, thế giới tạo ra khoảng 10 tỷ kg bã cà phê. Phần lớn trong số đó bị đưa đến các bãi chôn lấp, gây ra nhiều vấn đề về môi trường.

TS Rajeev Roychand, kỹ sư tại Đại học RMIT cho biết việc xử lý rác thải hữu cơ là một thách thức lớn. Khi phân hủy, những loại rác này giải phóng nhiều khí nhà kính như methane và carbon dioxide, góp phần làm Trái đất nóng lên. Trong khi đó, ngành xây dựng trên toàn thế giới ngày càng cần nhiều bê tông để phục vụ các công trình. Điều này cũng kéo theo nhu cầu khai thác cát tự nhiên, một trong những nguyên liệu quan trọng để sản xuất bê tông.

Tuy nhiên, việc đưa bã cà phê trực tiếp vào hỗn hợp bê tông lại không đơn giản. Các chất hữu cơ trong bã cà phê có thể làm cản trở quá trình đông cứng của xi măng, khiến bê tông yếu đi.

Để khắc phục vấn đề này, nhóm nghiên cứu đã tìm ra một phương pháp xử lý đặc biệt. Họ nung bã cà phê ở nhiệt độ khoảng 350 độ C trong điều kiện gần như không có oxy. Quá trình này được gọi là nhiệt phân, giúp phân hủy các hợp chất hữu cơ và biến bã cà phê thành một loại than sinh học giàu carbon, có cấu trúc nhiều lỗ nhỏ li ti.

Nhờ đặc điểm này, than sinh học từ bã cà phê có thể liên kết tốt với hỗn hợp xi măng, từ đó góp phần tăng độ chắc chắn của bê tông.

Trong thí nghiệm, khi thay thế 15% lượng cát trong bê tông bằng than sinh học làm từ bã cà phê, nhóm nghiên cứu ghi nhận độ bền chịu nén tăng khoảng 29,3% so với mẫu bê tông thông thường.

Dù kết quả ban đầu rất khả quan, các nhà khoa học cho biết họ vẫn cần đánh giá thêm độ bền lâu dài của loại bê tông mới. Nhóm cũng đang tìm hiểu khả năng chịu đựng của vật liệu trong nhiều điều kiện khác nhau, chẳng hạn như khi nhiệt độ liên tục thay đổi giữa đóng băng và tan băng, khi tiếp xúc với nước hoặc chịu tác động của sự mài mòn.

Bên cạnh bã cà phê, các nhà khoa học cũng đang nghiên cứu cách tạo than sinh học từ những loại rác thải hữu cơ khác như gỗ, thực phẩm thừa và phụ phẩm nông nghiệp.

Năm 2024, Đại học RMIT đã thử nghiệm bê tông làm từ bã cà phê tại một đoạn vỉa hè ở Australia. Sau đó, vật liệu này tiếp tục được ứng dụng trong dự án nâng cấp đường Pakenham, giúp tái sử dụng lượng bã tương đương khoảng 140.000 tách cà phê và tiết kiệm hơn 3 tấn cát tự nhiên.