Qu’est-ce que la cendre volante et comment est-elle utilisée dans le béton ?

Les centrales à charbon produisent de l’électricité en brûlant du charbon pulvérisé, ce qui crée un sous-produit dangereux appelé cendres volantes. En soi, les cendres volantes n’ont pas de réels avantages. Par le passé, elles étaient rejetées dans l’atmosphère, mais cela avait un effet négatif sur la qualité de l’air, c’est pourquoi des réglementations ont été mises en place pour contrôler la manière dont elles sont éliminées. Elles sont désormais collectées et stockées dans des centrales à charbon ou envoyées dans des décharges.

Cependant, le danger que représente la production de cendres volantes pour les humains, la faune et l’environnement peut être atténué en utilisant des cendres volantes pour améliorer la composition du béton. Étant donné que les cendres volantes contiennent des composants alumineux et siliceux, elles peuvent former du ciment lorsqu’elles sont mélangées à de l’eau si la teneur en calcium des cendres volantes est suffisamment élevée. De même, le mélange de cendres volantes avec de la chaux et de l’eau peut créer une substance similaire au ciment Portland.

Les cendres volantes peuvent être séparées en deux types principaux, appelés classe F et classe C. Les cendres volantes de classe F contiennent des particules recouvertes d’un type de verre fondu lui permettant de réduire le risque de dilatation du béton et d’augmenter la résistance aux sulfates et aux réactions alcalines-agrégats. Les cendres volantes de classe C contiennent un pourcentage plus élevé d’oxyde de calcium, ce qui les rend plus efficaces pour renforcer le béton structurel.

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Applications et utilisations des cendres volantes

Dans les secteurs commercial et industriel, les cendres volantes ont une grande variété d’applications et d’utilisations, bien qu’elles soient principalement connues pour améliorer la durabilité et la maniabilité des mélanges de béton. Les cendres volantes sont également utilisées comme charge dans les peintures, les adhésifs et les composites métalliques et plastiques. Elles sont couramment utilisées comme matériau de remplissage structurel pour la construction de routes et les cendres volantes peuvent être utilisées pour fabriquer des briques, des carreaux de céramique, du plâtre, du ciment Portland et du ciment prêt à l’emploi.

D’autres matériaux de construction peuvent contenir des cendres volantes, notamment l’asphalte mélangé à chaud, le coulis de remplissage, les panneaux muraux, les tuyaux en béton et les briques en béton. En fait, les cendres volantes peuvent être substituées dans un mélange de ciment Portland à raison d’environ 1,5 livre de cendres volantes pour 1 livre de mélange de ciment. En conséquence, la quantité de granulats fins dans le mélange de béton doit être réduite pour s’adapter au volume supplémentaire de cendres volantes.

Coût et impact environnemental

Les cendres volantes ne sont pas un produit que le bricoleur moyen trouverait dans les rayons d’un magasin de bricolage local. Cette substance est reconnue comme un sous-produit dangereux créé par la combustion du charbon et elle est réglementée par l’EPA, de sorte que seules les entreprises ayant la formation et les autorisations appropriées peuvent acheter des cendres volantes ou des cendres de charbon pour créer des produits à base de cendres volantes. En général, le ciment à base de cendres volantes est plus abordable à produire que le ciment traditionnel, ce qui en fait une option intéressante pour les fabricants de béton.

Les cendres volantes contiennent du mercure, du cadmium et de l’arsenic. Sans une gestion appropriée, les cendres volantes peuvent polluer les cours d’eau, les eaux souterraines, l’eau potable et l’air, ce qui constitue un risque pour les humains, la faune et l’environnement. L’utilisation de cendres volantes dans les matériaux de construction au lieu de les envoyer à la décharge réduit la quantité de déchets dangereux affectant l’environnement. Le remplacement d’un quart ou d’un tiers du ciment dans le béton par des cendres volantes diminue également les émissions de CO₂ générées par la production de ciment, réduisant ainsi l’impact global sur l’environnement.

Avantages et inconvénients des cendres volantes dans le béton

option rentable qui augmente la durabilité et la maniabilité du mélange de béton. Cette formule réduit également la quantité d’émissions de CO₂ générées par la production de ciment et recycle les déchets dangereux, au lieu de les laisser dans une décharge.

L’utilisation de cendres volantes dans le béton réduit les fissures, la perméabilité et le ressuage, créant ainsi un béton dense et très durable, résistant aux sulfates et aux réactions alcalines-agrégats. Ce mélange de béton nécessite également moins d’eau et a tendance à résister au rétrécissement.

Cependant, l’utilisation de cendres volantes dans le béton peut présenter des problèmes potentiels. Le remplacement du ciment Portland par des cendres volantes dans un mélange de béton entraîne des temps de séchage et de durcissement plus longs. Lorsqu’ils sont utilisés dans des climats froids, les mélanges à forte teneur en cendres volantes peuvent également rencontrer des problèmes de développement lent de la résistance. Cependant, des adjuvants entraîneurs d’air peuvent être utilisés pour minimiser les dommages causés par les cycles de gel-dégel.

à l’esprit que l’EPA a des réglementations pour l’élimination appropriée des cendres volantes, car elles contiennent de l’arsenic, du mercure et du cadmium, qui sont des contaminants pouvant causer la pollution de l’eau et de l’air.