Coba Cara Ini: Bekas Ampas Kopi Bisa Menambah Kekuatan Beton

MTUNews – Selama ini sisa-sisa minum kopi alias ampas kopi kalau tidak dibuang biasanya dimanfaatkan untuk pupuk, perawatan kulit dan rambut atau sebagai campuran pembersih perabotan rumah tangga. Namun tidak banyak yang tahu bahwa manfaat lainnya dari ampas kopi tersebut berguna untuk pembangunan sebuah properti.

Ya, bekas ampas kopi bisa dipakai di campuran beton yang berguna bagi industri konstruksi.

Sebuah studi baru-baru ini menunjukkan bahwa mengganti sebagian pasir dalam beton dengan ampas kopi dapat meningkatkan kekuatan beton hampir 30%.

Studi lain yakni menurut British Coffee Association, ada 2 miliar cangkir kopi yang dikonsumsi secara global setiap hari. Namun sebagian besar ampas kopi berakhir di tempat pembuangan sampah, dimana sampah tersebut perlahan-lahan terurai dan menghasilkan metana, gas rumah kaca yang 21 kali lebih kuat daripada karbon dioksida.

Namun para peneliti di Australia mungkin telah menemukan solusi daur ulang yang efisien untuk semua limbah kopi ini: menggunakannya untuk menggantikan sebagian pasir dalam beton.

Biasanya industri konstruksi menambang pasir dari sungai, danau, dan delta, sehingga mengganti sedimen penting ini dengan ampas kopi punya efek tak kalah penting yakni dapat juga dapat melindungi habitat di seluruh dunia, demikian kata tim tersebut.

Menurut temuan mereka, beton yang sebagian terbuat dari ampas kopi juga lebih kuat dari beton tradisional, .
Dalam penelitian tersebut, yang dipublikasikan secara online pada tanggal 21 Juli di Journal of Cleaner Production, para peneliti mengumpulkan ampas kopi bekas dari kafe-kafe lokal di Melbourne dan menyelidiki bagaimana proporsi dan perlakuan awal yang berbeda dari limbah kopi ini mempengaruhi sifat-sifat beton. Mereka menemukan bahwa mengganti 15% pasir dengan bubuk kopi yang diolah akan meningkatkan kekuatan tekan.

Tapi bagaimana cara kerja substitusi luar biasa ini?

“Beton biasa terdiri dari bahan pengikat semen (yaitu campuran semen dan air), pasir, dan agregat kasar seperti kerikil dalam proporsi yang dirancang dengan baik tergantung pada aplikasi yang dimaksudkan,” ujat Holmer Savastano Junior, seorang insinyur sipil di Universitas dari São Paulo di Brasil yang tidak terlibat dalam penelitian ini.

Dikutip dari Live Science, Savastano mengatakan melalui email dan menerangkans tentang serangkaian reaksi hidrasi yang kompleks antara air dan senyawa dalam campuran semen menyebabkan beton mengeras dan mengeras, namun pasir juga memainkan peran penting.

“Pasir dan agregat lainnya umumnya diidentifikasi sebagai bahan lembam dan tidak ikut serta dalam reaksi hidrasi ini,” katanya. “Tetapi mereka bertanggung jawab atas stabilitas, integritas, dan kinerja makrostruktur beton – mereka secara kasar dapat dibandingkan dengan elemen kerangka dalam tubuh kita,” terang Savastano Junior.

Dalam studi baru itu, para peneliti dengan cepat menemukan bahwa bubuk kopi mentah secara signifikan melemahkan beton yang dihasilkan. “Kopi bekas yang tidak diolah dapat melepaskan bahan kimia ke dalam campuran beton segar dan meracuni reaksi hidrasi kimia yang bertanggung jawab atas pengerasan tahap awal dan pengikatan pengikat semen,” kata Savastano. Namun, dengan menggunakan pengolahan kimia yang dikenal sebagai pirolisis, tim memperbaiki sifat limbah kopi ini dan mengubahnya menjadi pengganti pasir yang cocok yang mereka sebut kopi “biochar.”

Yang dimaksud Pirolisis adalah proses pemanasan suatu zat dengan oksigen terbatas sehingga terjadi penguraian komponen-komponen penyusun kayu keras. Pada proses pirolisis energi panas mendorong terjadinya oksidasi sehingga molekul karbon yang kompleks terurai sebagian besar menjadi karbon atau arang.

Pirolisis melibatkan pemanasan bahan hingga suhu tinggi – dalam hal ini, 662 hingga 932 derajat Fahrenheit (350 hingga 500 derajat Celcius) – untuk memecah molekul menjadi potongan-potongan kecil secara kimia. Perlakuan panas ini meningkatkan stabilitas bubuk kopi dan mencegah pelepasan bahan kimia yang menyabot reaksi hidrasi.

Namun biochar kopi juga memiliki beberapa keunggulan struktural yang penting.

“Biochar kopi mempertahankan memori bahan limbah asli – porositas dan permeabilitasnya,” kata Savastano. “Sifat-sifat ini memainkan peran penting dalam kinerja mekanis, dan akibatnya pada ketahanan material berbasis semen seperti beton.

Struktur berpori meningkatkan daya rekat antara semen dan partikel kopi serta memerangkap kelembapan di dalam pori-pori biochar. Ini berarti, karena reaksi hidrasi yang bertanggung jawab untuk pengerasan beton secara bertahap menggunakan air dalam campuran, biochar kopi melepaskan kelembapan kembali ke beton di sekitarnya, memungkinkan reaksi penting ini berlanjut dan mencegah beton mengering dan retak.

Tim menyimpulkan bahwa mengganti 15% pasir dalam beton dengan biochar kopi yang diproduksi pada suhu 662 F memberikan peningkatan kekuatan terbaik. Lebih lanjut para peneliti sekarang sedang menyelidiki sifat-sifat lain termasuk kinerja jangka panjang, penyerapan air, ketahanan beku-cair, dan resistivitas listrik, dan berharap untuk mulai bekerja dengan dewan lokal untuk menguji bahan baru ini di lapangan. (GHP)