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咖啡渣灰替代 20% 高炉矿渣，碱激发砂浆 56 天抗拉强度提高 57%

顶级刊物论文速递 · 发布 2026-08-22T12:40:00+08:00 · 更新 2026-08-22T12:40:42+08:00

核心结论

Scientific Reports 研究比较废咖啡渣与咖啡渣灰替代碱激发砂浆中高炉矿渣的效果；20% SCGA 配方在 56 天较对照的抗压、抗拉和抗折强度分别提高约 9%、57% 和 45%，K₂CO₃ 被认为提高体系碱度。但工作性随替代率下降，结果依赖特定原料与养护；耐久、灰分波动、制灰能耗和全生命周期收益尚未验证。

发生了什么。 Scientific Reports 8 月 22 日发表材料研究，把废咖啡渣（SCG）及其焚烧灰（SCGA）作为碱激发砂浆中粒化高炉矿渣粉的部分替代物，设置 1%、5%、10%、15%、20% 和 30% 六档比例，比较新拌性能、56 天力学性能和微观结构。目标是同时减少咖啡废物填埋与矿渣胶凝材料用量，但原咖啡渣有机质与灰分的反应路径并不相同。

关键结果。 随替代比例增加，两类配方工作性都下降，原咖啡渣导致的降幅更明显。含 SCG 砂浆在高替代率下抗压强度降低，但抗拉和抗折强度分别在 15% 与 20% 附近达到峰值，较对照在 56 天提高约 19% 和 7%。SCGA 路线中，20% 替代获得整体最好结果：抗压、抗拉和抗折强度分别提高约 9%、57% 和 45%。

机理与意义。 X 射线衍射显示，SCGA 中富钾化合物主要以结晶 K₂CO₃ 存在，可提高体系碱度，部分补偿矿渣减少造成的铝硅酸盐来源下降。若这个窗口在不同原料批次上成立，咖啡渣灰可从填埋负担转为辅助胶凝组分，也为餐饮废物与低碳建材供应链建立一个具体连接，而不是只把纤维或填料机械掺入砂浆。

还需观察。 强度提升来自特定矿渣、碱激发剂、养护和 56 天样件，不能等同于结构工程可直接采用。咖啡来源、烘焙与燃烧温度会改变灰分组成；制灰能耗、运输、碱激发剂环境负担也可能抵消循环收益。后续需要冻融、碳化、氯离子、收缩和长期浸出测试，并以全生命周期评价和放大拌合验证 20% 配方。

来源：Scientific Reports 论文；DOI

信息来源

可信度说明

来源为 8 月 22 日 Scientific Reports 同行评议论文，数据来自六档替代率和 56 天实验室砂浆测试，并有 XRD 机理分析。尚无结构级、长期耐久或生命周期证据；咖啡原料和燃烧条件会改变灰分，20% 最优值不能直接通用于工程。

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