Le ceneri volanti prodotte da centrali elettriche a carbone forniscono un'eccellente materia prima utilizzata in cemento misto, piastrelle a mosaico e blocchi cavi, tra gli altri.
Le ceneri volanti possono essere un costoso sostituto del cemento Portland nel calcestruzzo, anche se l'uso migliora la resistenza, la segregazione e la facilità di pompaggio del calcestruzzo. Il tasso di sostituzione tipicamente specificato è da 1 a 1 ½ libbra di cenere volante a 1 libbra di cemento. Tuttavia, la quantità di aggregati fini dovrebbe essere ridotta per contenere il volume aggiuntivo di ceneri volanti.
Applicazioni di cenere volatile
Le ceneri volanti possono essere utilizzate come materia prima in blocchi, pavimentazioni o mattoni ; tuttavia, una delle applicazioni più importanti è la pavimentazione PCC. Le pavimentazioni di PCC utilizzano una grande quantità di calcestruzzo e la cenere volante sostitutiva fornisce significativi vantaggi economici. Le ceneri volanti sono state utilizzate anche per pavimentare strade e argini e miniere, e stanno ottenendo l'accettazione da parte del governo federale, in particolare dell'Amministrazione Federal Highway.
Vantaggi della cenere volatile
I costruttori più piccoli e gli imprenditori edili non hanno familiarità con i prodotti di ceneri volanti che potrebbero avere proprietà diverse a seconda di dove e come sono stati ottenuti.
Per questo motivo, le applicazioni delle ceneri volanti stanno incontrando la resistenza dei costruttori tradizionali a causa della sua tendenza all'effluvio e alle maggiori preoccupazioni sulle prestazioni di congelamento / scongelamento.
Altre importanti preoccupazioni sull'utilizzo del calcestruzzo di ceneri volanti includono:
- Guadagno di forza più lento.
- Limiti stagionali.
- Aumento degli additivi aeranti.
- Un aumento di salinità prodotto da ceneri volanti più alte.
Vantaggi delle ceneri volanti
Le ceneri volanti possono essere un sostituto conveniente per il cemento Portland in alcuni mercati. Inoltre, le ceneri volanti potrebbero essere riconosciute come un prodotto ecologico perché è un sottoprodotto e ha una bassa energia incorporata. È anche disponibile in due colori e gli agenti coloranti possono essere aggiunti al sito di lavoro. Inoltre, le ceneri volanti richiedono meno acqua del cemento Portland ed è più facile da usare in climi freddi. Altri vantaggi includono:
- Produce vari tempi prestabiliti.
- Resistenza al freddo.
- Guadagni più elevati, a seconda del suo utilizzo.
- Può essere usato come additivo.
- Può sostituire il cemento Portland.
- Considerato un materiale non restringente.
- Produce cemento più denso e una superficie più liscia con dettagli più nitidi.
- Ottima lavorabilità.
- Riduce i problemi di fessurazione, permeabilità e sanguinamento
- Riduce il calore dell'idratazione.
- Produce un minore rapporto acqua / cemento per crolli simili se paragonato alle miscele di ceneri volanti.
- Riduce le emissioni di CO2.
Tipi di cenere volatile
Attualmente, più del 50 percento del cemento immesso negli Stati Uniti contiene ceneri volanti. Le dosi variano a seconda del tipo di cenere volante e del suo livello di reattività. Tipicamente, le ceneri volanti di Classe F vengono utilizzate a dosi del 15-25% in massa di materiale cementizio e ceneri volanti di Classe C dal 15 al 40%.
Le ceneri volanti di classe F, con particelle coperte in una specie di vetro fuso, riducono notevolmente il rischio di espansione dovuto all'attacco di solfato che può verificarsi nei terreni fertilizzati o nelle zone costiere. La classe F è generalmente ceneri volanti a basso contenuto di calcio con contenuto di carbonio inferiore al 5%, ma a volte fino al 10%. La cenere volante di classe C è anche resistente all'espansione dall'attacco chimico, ha una percentuale più elevata di ossido di calcio ed è più comunemente usata per il calcestruzzo strutturale. Le ceneri volanti di classe C sono tipicamente composte da ceneri volanti di alto contenuto di calcio con contenuto di carbonio inferiore al 2%.