Wat is vliegas en hoe wordt het gebruikt in beton?

Kolencentrales genereren elektriciteit door verpulverde steenkool te verbranden, wat een gevaarlijk bijproduct oplevert dat vliegas wordt genoemd. Op zichzelf heeft vliegas geen echte voordelen. In het verleden werd het in de atmosfeer uitgestoten, maar dit had een negatief effect op de luchtkwaliteit, dus werden er regels opgesteld om te bepalen hoe het wordt afgevoerd. Het wordt nu verzameld en opgeslagen in kolencentrales of naar stortplaatsen gestuurd.

Het gevaar voor mensen, wilde dieren en het milieu dat ontstaat door de productie van vliegas kan echter worden verminderd door vliegas te gebruiken om de samenstelling van beton te verbeteren. Omdat vliegas aluminium- en siliciumcomponenten bevat, kan het cement vormen wanneer het wordt gemengd met water als het calciumgehalte van de vliegas hoog genoeg is. Op dezelfde manier kan het mengen van vliegas met kalk en water een substantie creëren die lijkt op Portlandcement.

Vliegas kan worden onderverdeeld in twee hoofdtypen, bekend als klasse F en klasse C. Klasse F vliegas bevat deeltjes bedekt met een soort gesmolten glas, waardoor het risico op betonuitzetting wordt verminderd en de weerstand tegen sulfaten en alkali-aggregaatreacties wordt verhoogd. Klasse C vliegas bevat een hoger percentage calciumoxide, waardoor het effectiever is bij het versterken van structureel beton.

Ontdek meer over vliegas en hoe het in beton wordt gebruikt met deze uitgebreide gids.

Toepassingen en gebruik van vliegas

In de commerciële en industriële sector heeft vliegas een breed scala aan toepassingen en gebruiken, hoewel het vooral bekend staat om het verbeteren van de duurzaamheid en verwerkbaarheid van betonmengsels. Vliegas is ook een vulmiddel in verf, lijm en metaal- en kunststofcomposieten. Het wordt vaak gebruikt als structurele vulling voor wegenbouw en vliegas kan worden gebruikt om bakstenen, keramische tegels, pleisterwerk, Portlandcement en kant-en-klaar cement te maken.

Andere bouwmaterialen die vliegas kunnen bevatten zijn onder andere hete asfaltmengsels, grout, gipsplaat, betonnen buizen en betonnen bakstenen. Vliegas kan in feite worden vervangen in een Portlandcementmengsel in een verhouding van ongeveer 1,5 pond vliegas voor elke 1 pond cementmengsel. Dienovereenkomstig moet de hoeveelheid fijn aggregaat in het betonmengsel worden verminderd om het extra volume van de vliegas te kunnen verwerken.

Kosten en milieu-impact

Vliegas is geen product dat de gemiddelde doe-het-zelver in de schappen van een plaatselijke bouwmarkt zou vinden. Deze stof wordt erkend als een gevaarlijk bijproduct dat ontstaat bij het verbranden van steenkool en wordt gereguleerd door de EPA, dus alleen bedrijven met de juiste training en vergunningen mogen vliegas of steenkoolas kopen om vliegasproducten te maken. Over het algemeen is vliegascement betaalbaarder om te produceren dan traditioneel cement, waardoor het een aantrekkelijke optie is voor betonfabrikanten.

Vliegas bevat kwik, cadmium en arseen. Zonder goed beheer kan vliegas de waterwegen, het grondwater, drinkwater en de lucht vervuilen, wat een risico vormt voor mensen, dieren in het wild en het milieu. Het gebruik van vliegas in bouwmaterialen in plaats van het naar de stortplaats te sturen, vermindert de hoeveelheid gevaarlijk afval dat het milieu aantast. Het vervangen van vliegas voor een kwart of een derde van het cement in beton vermindert ook de CO₂-uitstoot die wordt gegenereerd door cementproductie, waardoor de algehele impact op het milieu wordt verminderd.

Voordelen en nadelen van vliegas in beton

In de meeste situaties is het gebruik van vliegascement in plaats van Portlandcement om beton te produceren een kosteneffectieve optie die de duurzaamheid en verwerkbaarheid van de betonmix vergroot. Deze formule vermindert ook de hoeveelheid CO₂-uitstoot die wordt gegenereerd door cementproductie en recycleert gevaarlijk afval, in plaats van het op een stortplaats te laten liggen.

Het gebruik van vliegas in beton vermindert scheuren, permeabiliteit en bloeden, waardoor een dicht, zeer duurzaam beton ontstaat dat bestand is tegen sulfaten en alkali-aggregaatreacties. Deze betonmix heeft ook minder water nodig en heeft de neiging om krimp te weerstaan.

Het gebruik van vliegas in beton brengt echter potentiële problemen met zich mee. Het vervangen van vliegas door Portlandcement in een betonmengsel leidt tot langere droog- en uithardingstijden. Bij gebruik in koude klimaten kunnen mengsels met hoge niveaus vliegas ook problemen ondervinden met langzame sterkteontwikkeling. Luchtbelvormende mengsels kunnen echter worden gebruikt om de schade door vries-dooicycli te minimaliseren.

Houd er ook rekening mee dat de EPA regels heeft voor de juiste verwijdering van vliegas, omdat het arseen, kwik en cadmium bevat. Dit zijn verontreinigende stoffen die water- en luchtvervuiling kunnen veroorzaken.