Ampas Kopi Membuat Beton 30 Persen Lebih Kuat

JAKARTA- 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. Sampah tersebut kemudian perlahan-lahan terurai dan menghasilkan metana, gas rumah kaca yang 21 kali lebih kuat daripada karbon dioksida.

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

Industri konstruksi biasanya menambang pasir dari sungai, danau, dan delta, sehingga menukar sedimen penting ini juga dapat melindungi habitat di seluruh dunia, kata tim tersebut. Menurut temuan para peneliti ini, beton yang sebagian terbuat dari ampas kopi lebih kuat dari beton tradisional.

Dalam penelitian 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. Mereka kemudian 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 kerjanya? “Beton biasa terdiri dari bahan pengikat semen, pasir, dan agregat kasar seperti kerikil dalam proporsi yang dirancang dengan baik tergantung pada aplikasi yang dimaksudkan,” kata Holmer Savastano Junior, seorang insinyur sipil di Universitas dari São Paulo di Brasil yang tidak terlibat dalam penelitian ini kepada Live Science Kamis 7 September 2023.

Serangkaian reaksi hidrasi yang kompleks antara air dan senyawa dalam campuran semen menyebabkan beton mengeras, namun pasir juga memainkan peran penting.

Dalam studi baru, 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.”

Pirolisis melibatkan pemanasan bahan hingga suhu tinggi – dalam hal ini 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.

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. Hal tersebut 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 yakni hingga 30 persen.

Mereka sekarang sedang menyelidiki sifat-sifat lain termasuk kinerja jangka panjang, penyerapan air, ketahanan beku-cair, dan resistivitas listrik. Mereka berharap untuk mulai bekerja dengan dewan lokal untuk menguji bahan baru ini di lapangan.