Flugasche ist ein feines Pulver, das ein Nebenprodukt der Verbrennung von Kohlenstaub in Kraftwerken zur Stromerzeugung ist. Flugasche ist ein Puzzolan, eine Substanz, die aluminiumhaltiges und silikatisches Material enthält, das in Gegenwart von Wasser Zement bildet. Beim Mischen mit Kalk und Wasser bildet Flugasche eine Verbindung ähnlich wie Portlandzement. Dadurch eignet sich Flugasche unter anderem als Hauptmaterial für Mischzement, Mosaikfliesen und Hohlblöcke. Bei Verwendung in Betonmischungen verbessert Flugasche die Festigkeit und Entmischung des Betons und erleichtert das Pumpen.
Anwendungen für Flugasche
Flugasche kann als Hauptmaterial in vielen zementbasierten Produkten wie gegossenem Beton, Betonsteinen und Ziegeln verwendet werden. Eine der häufigsten Anwendungen von Flugasche ist in Portland-Zement-Betonpflaster oder PCC-Pflaster. Straßenbauprojekte, die PCC verwenden, können viel Beton verbrauchen, und der Ersatz von Flugasche bietet erhebliche wirtschaftliche Vorteile. Flugasche ist auch als Böschungs- und Grubenfüllung benutzt worden, und sie hat in zunehmendem Maße Annahme durch die Bundesstraßenverwaltung gewonnen.Die Rate der Substitution-von Flugasche für Portland-Zement-typischerweise angegeben ist 1 bis 1 1/2 Pfund Flugasche für 1 Pfund Zement. Dementsprechend muss die Menge an feinem Zuschlagstoff in der Betonmischung reduziert werden, um das zusätzliche Volumen der Flugasche aufzunehmen.
Die verschiedenen Arten
Es gibt zwei gängige Arten von Flugasche: Klasse F und Klasse C. Flugasche der Klasse F enthält Partikel, die mit einer Art geschmolzenem Glas bedeckt sind. Dies verringert das Risiko einer Ausdehnung aufgrund eines Sulfatangriffs, der in gedüngten Böden oder in der Nähe von Küstengebieten auftreten kann, erheblich. Klasse F ist im Allgemeinen kalziumarm und hat einen Kohlenstoffgehalt von weniger als 5 Prozent, manchmal jedoch bis zu 10 Prozent.
Flugasche der Klasse C ist auch resistent gegen Ausdehnung durch chemischen Angriff. Es hat einen höheren Anteil an Calciumoxid als Klasse F und wird häufiger für Strukturbeton verwendet. Flugasche der Klasse C besteht typischerweise aus Flugasche mit hohem Calciumgehalt und einem Kohlenstoffgehalt von weniger als 2 Prozent.Derzeit enthalten mehr als 50 Prozent des in den USA platzierten Betons Flugasche. Die Dosierungsraten variieren je nach Art der Flugasche und ihrer Reaktivität. Typischerweise wird Flugasche der Klasse F in Dosierungen von 15 bis 25 Massenprozent zementartigem Material verwendet, während Flugasche der Klasse C in Dosierungen von 15 bis 40 Prozent verwendet wird.
Vorteile
Flugasche kann in vielen Märkten ein kostengünstiger Ersatz für Portlandzement sein. Flugasche wird auch als umweltfreundliches Material anerkannt, da es ein Nebenprodukt ist und eine geringe elektrische Energie aufweist, das Maß dafür, wie viel Energie bei der Herstellung und dem Versand eines Baustoffs verbraucht wird. Im Gegensatz dazu hat Portlandzement eine sehr hohe thermische Energie, da seine Herstellung viel Wärme benötigt. Flugasche benötigt weniger Wasser als Portlandzement und ist bei kaltem Wetter einfacher zu verwenden. Weitere Vorteile sind:
- Erzeugt verschiedene Einstellzeiten
- Kältebeständigkeit
- Hohe Festigkeitsgewinne, je nach Verwendung
- Kann als Beimischung verwendet werden
- Gilt als nicht schrumpfendes Material
- Erzeugt dichten Beton mit einer glatten Oberfläche und scharfen Details
- Gute Verarbeitbarkeit
- Reduziert Rissprobleme, Durchlässigkeit und Blutungen
- Reduziert die Hydratationswärme
- Ermöglicht ein niedrigeres Wasser-Zement-Verhältnis für ähnliche Einbrüche im Vergleich zu flugaschefreien Mischungen
- Reduziert die CO2-Emissionen
Nachteile
Kleinere Bauherren und auftragnehmer sind möglicherweise nicht mit Flugascheprodukten vertraut, die je nachdem, wo und wie sie erhalten wurden, unterschiedliche Eigenschaften haben können. Zusätzlich können Flugascheanwendungen Widerstand von den traditionellen Erbauern wegen seiner Tendenz zur Ausblühung zusammen mit Interessen über Frost-/Auftauleistung gegenüberstellen. Weitere Bedenken hinsichtlich der Verwendung von Flugasche in Beton sind:
- Langsamerer Festigkeitsgewinn
- Saisonale Begrenzung
- Erhöhter Bedarf an luftporenbildenden Beimischungen
- Zunahme der Salzablagerung durch höhere Anteile an Flugasche