Le ceneri volanti sono una polvere fine che è un sottoprodotto della combustione di carbone polverizzato nelle centrali elettriche di generazione elettrica. La cenere volante è una pozzolana, una sostanza contenente materiale alluminoso e siliceo che forma cemento in presenza di acqua. Quando mescolato con calce e acqua, la cenere volatile forma un composto simile al cemento Portland. Ciò rende la cenere volatile adatta come materiale principale in cemento misto, tessere di mosaico e blocchi cavi, tra gli altri materiali da costruzione. Se utilizzato in miscele di calcestruzzo, le ceneri volanti migliorano la resistenza e la segregazione del calcestruzzo e lo rendono più facile da pompare.
Applicazioni per ceneri volanti
Le ceneri volanti possono essere utilizzate come materiale primario in molti prodotti a base di cemento, come calcestruzzo versato, blocchi di cemento e mattoni. Uno degli usi più comuni di ceneri volanti è in cemento Portland pavimentazione in calcestruzzo o pavimentazione PCC. I progetti di costruzione di strade che utilizzano PCC possono utilizzare una grande quantità di calcestruzzo e la sostituzione delle ceneri volanti offre notevoli vantaggi economici. Le ceneri volanti sono state utilizzate anche come argine e miniera di riempimento, e ha sempre più guadagnato l’accettazione da parte della Federal Highway Administration.
Il tasso di sostituzione—di ceneri volanti per cemento Portland—tipicamente specificato è 1 a 1 1/2 libbre di ceneri volanti per 1 libbra di cemento. Di conseguenza, la quantità di aggregato fine nella miscela di calcestruzzo deve essere ridotta per accogliere il volume aggiuntivo delle ceneri volanti.
I diversi tipi
Esistono due tipi comuni di ceneri volanti: Classe F e Classe C. Le ceneri volanti di Classe F contengono particelle ricoperte da una sorta di vetro fuso. Ciò riduce notevolmente il rischio di espansione a causa dell’attacco di solfato, che può verificarsi in terreni fertilizzati o vicino alle aree costiere. La classe F è generalmente a basso contenuto di calcio e ha un contenuto di carbonio inferiore al 5% ma a volte fino al 10%.
Le ceneri volanti di classe C sono anche resistenti all’espansione da attacchi chimici. Ha una percentuale più elevata di ossido di calcio rispetto alla classe F ed è più comunemente usato per il calcestruzzo strutturale. Le ceneri volanti di classe C sono tipicamente composte da ceneri volanti ad alto contenuto di calcio con un contenuto di carbonio inferiore al 2%.
Attualmente, più del 50 per cento del calcestruzzo collocato negli Stati Uniti contiene ceneri volanti. I tassi di dosaggio variano a seconda del tipo di ceneri volanti e del suo livello di reattività. In genere, le ceneri volanti di classe F vengono utilizzate a dosaggi dal 15 al 25 percento in massa di materiale cementizio, mentre le ceneri volanti di classe C vengono utilizzate a dosaggi dal 15 al 40 percento.
Vantaggi
Le ceneri volanti possono essere un sostituto conveniente per il cemento Portland in molti mercati. La cenere volante inoltre è riconosciuta come materiale rispettoso dell’ambiente perché è un sottoprodotto ed ha energia incarnata bassa, la misura di quanta energia è consumata nella produzione e nella spedizione di un materiale da costruzione. Al contrario, il cemento Portland ha un’energia incarnata molto alta perché la sua produzione richiede una grande quantità di calore. La cenere volante richiede meno acqua del cemento Portland ed è più facile da usare quando fa freddo. Altri vantaggi includono:
- Produce varie volte
- Freddo resistenza
- Alta guadagni di forza, a seconda dell’uso
- Può essere utilizzato come una mescolanza
- Considerato un non-shrink materiale
- Produce denso di cemento con una superficie liscia e tagliente dettaglio
- Grande lavorabilità
- Riduce il crack problemi, permeabilità, e sanguinamento
- Riduce il calore di idratazione
- Consente un più basso rapporto tra acqua e cemento per simili crolli rispetto alla no-fly-ash mix
- Riduce le emissioni di CO2
Svantaggi
Piccoli costruttori e custodia gli appaltatori potrebbero non avere familiarità con i prodotti a base di ceneri volanti, che possono avere proprietà diverse a seconda di dove e come sono stati ottenuti. Inoltre, le applicazioni di ceneri volanti possono affrontare la resistenza dei costruttori tradizionali a causa della sua tendenza all’efflorescenza insieme alle preoccupazioni sulle prestazioni di congelamento/disgelo. Altre preoccupazioni sull’uso di ceneri volanti nel calcestruzzo includono:
- Guadagno di forza più lento
- Limitazione stagionale
- Aumento della necessità di additivi per il trascinamento dell’aria
- Aumento della scala del sale prodotta da proporzioni più elevate di ceneri volanti