Flugaschezement ist ein Hauptbestandteil bestimmter Betone, der oft als Alternative zu Portlandzement verwendet wird, der eine traditionellere Betonbasis ist. Die Asche selbst ist ein Nebenprodukt der Kohleverbrennung, aber sobald sie zu einem Zement geformt wurde, bindet sich die Asche normalerweise so, dass viele der Chemikalien und Giftstoffe neutralisiert werden, die die Kohleverbrennung in den letzten Jahren so umstritten gemacht haben. Daher wird der Zement oft als eine Möglichkeit angesehen, nicht nur die Kohleindustrie zu reinigen, sondern auch weniger Fußabdrücke zu hinterlassen und den Energiebedarf für die Herstellung aller Arten von Betonprojekten und -strukturen zu reduzieren. Es wird oft als „grüne“ Betonlösung propagiert, ist aber nicht ohne Kritik. Flugasche wird normalerweise als geeignet für alle Arten von konkreten Projekten angesehen, aber viele Orte haben Grenzen gesetzt, wie viel davon auf einmal verwendet werden kann, bis weitere Umweltverträglichkeitsberichte vorliegen. Obwohl viele der schädlichen Chemikalien, die mit der Kohleverbrennung verbunden sind, im Zement gebunden werden, ist unklar, ob oder unter welchen Bedingungen sie erneut auslaugen können.
Grundlagen der Kohleverbrennung
Bei der Verbrennung von Kohle und Abfällen in Kraftwerken entsteht ein nicht brennbares Nebenprodukt namens Kohlenasche. Kohlenasche besteht aus zwei verschiedenen Arten von Aschepartikeln: Bodenasche, die sich am Boden von Kohleöfen ansammelt, und Flugasche, die in den Schornsteinen aufgefangen wird, während sie nach oben und wegfliegt. Der überwiegende Teil des nicht brennbaren Materials ist Flugasche, die im Rauchgas nach oben wandert und sich in den Schornsteinen und im Schornstein verfängt. Diese Reste müssen regelmäßig gereinigt und entsorgt werden. Eine Möglichkeit, dieses Material wiederzuverwenden, besteht darin, es mit anderen Materialien zu einem Zement zu kombinieren.
Anwendungen in Beton
Eine der häufigsten Anwendungen für Flugaschezement ist als Zusatzstoff zum Formen von Beton. Beton wird traditionell mit Portlandzement hergestellt, einer pulverförmigen Substanz aus gemahlenem Klinker, Calciumsulfat und anderen geringfügigen Zusatzstoffen. Klinker ist ein Material, das normalerweise aus Kalkstein und Mineralien besteht, die zusammen zerkleinert und gemahlen und dann erhitzt werden. Calciumsulfat wird zugegeben und der Klinker wird zu Zementpulver gemahlen. Der Prozess erfordert viel Energie; es hat einen enormen CO7-Fußabdruck und macht etwa 8 bis XNUMX % des jährlich ausgestoßenen Kohlendioxids aus.
Flugasche, die zu einem großen Teil aus Siliziumdioxid und Kalziumoxid besteht, kann als Ersatz für Portlandzement oder als Ergänzung verwendet werden. Die Materialien, aus denen Flugasche bestehen, sind puzzolanisch, was bedeutet, dass sie verwendet werden können, um Materialien miteinander zu verbinden – oder zu zementieren. Puzzolanische Materialien verleihen Beton im Allgemeinen Haltbarkeit und Festigkeit.
Potenzial zur Reduzierung von Kontaminationen
Beton aus Flugasche wird oft als umweltfreundlich angesehen. Es bindet die giftigen Chemikalien, die in der Flugasche enthalten sind, auf eine Weise, die eine Kontamination natürlicher Ressourcen verhindern soll. Die Verwendung von Frischbeton anstelle oder zusätzlich zu Portlandzement verbraucht weniger Energie, erfordert weniger invasiven Abbau und reduziert sowohl den Ressourcenverbrauch als auch den CO2-Ausstoß.
Untersuchungen zu den gesamten Umweltauswirkungen
Obwohl es von den meisten Regulierungsbehörden der Welt, einschließlich der US-Umweltschutzbehörde (EPA), nicht als gefährliches Material angesehen wird, kann Flugasche erhebliche Mengen an toxischen Materialien enthalten. Es gab Vorfälle, bei denen Flugasche in das Grundwasser ausgewaschen wurde und Krebs, Geburtsfehler und andere Gesundheitsprobleme verursachte. In vielen Regionen gibt es keine Vorschriften oder Überwachungspflichten für Unternehmen, die Flugasche erzeugen und entsorgen. Asche, die nicht zur Herstellung von Produkten wie Flugaschezement verwendet wird, wird häufig auf Deponien und stillgelegten Bergwerken entsorgt.
Es ist derzeit nicht bekannt, ob Zement, der aus Nebenprodukten der Kohleverbrennung hergestellt wird, Chemikalien in die Luft oder den Boden freisetzt, und es gibt nur sehr wenige Daten darüber, was in Zukunft passieren kann, wenn damit hergestellter Beton verwittert und erodiert. Mehrere Umweltbehörden wie die EPA, das Leadership in Energy and Environmental Design (LEED) und die California Collaborative for High-Performance Schools (CHPS) haben Grenzwerte für akzeptable Quecksilberwerte in der Flugasche festgelegt, die in Flugaschezement verwendet wird. Es besteht die Hoffnung, dass durch die Begrenzung einiger der gefährlichsten Chemikalien, die in Flugasche vorkommen, potenzielle zukünftige Probleme minimiert werden können.