Cimentul de cenușă zburătoare este un ingredient principal în anumite betonuri care este adesea folosit ca alternativă la cimentul Portland, care este o bază de beton mai tradițională. Cenușa în sine este un produs secundar al arderii cărbunelui, dar odată formată într-un ciment, cenușa se leagă de obicei în așa fel încât să neutralizeze multe dintre substanțele chimice și toxinele care au făcut arderea cărbunelui atât de controversată în ultimii ani. Ca atare, cimentul este adesea considerat ca o modalitate nu numai de a curăța industria cărbunelui, ci și de a lăsa mai puțină amprentă și de a reduce energia necesară pentru a forma tot felul de proiecte și structuri din beton. Este adesea avansată ca o soluție de betonare „verde”, deși nu este lipsită de critici. Cenușa zburătoare este în mod normal considerată potrivită pentru tot felul de proiecte din beton, dar multe locuri au stabilit limite cu privire la cantitatea din ea care poate fi utilizată simultan, în așteptarea mai multor rapoarte de impact asupra mediului. Deși multe dintre substanțele chimice dăunătoare asociate arderii cărbunelui se leagă în ciment, nu este clar dacă sau în ce condiții pot începe să se scurgă din nou.
Noțiuni de bază pentru arderea cărbunelui
Când cărbunele și deșeurile sunt arse în centralele electrice, ele creează un produs secundar necombustibil numit cenușă de cărbune. Două tipuri distincte de particule de cenușă alcătuiesc cenușa de cărbune: cenușa de fund, care se adună pe fundul cuptoarelor de cărbune și cenușa zburătoare, care este prinsă în coșuri în timp ce „zboară” în sus și departe. Marea majoritate a materialului incombustibil este cenușa zburătoare, care se deplasează în gazele de ardere și se prind în coșuri și coșuri de fum. Acest reziduu trebuie curățat și eliminat în mod regulat. O modalitate prin care acest material poate fi reutilizat este prin combinarea lui cu alte materiale pentru a crea un ciment.
Utilizări în beton
Una dintre cele mai comune utilizări pentru cimentul de cenușă zburătoare este ca aditiv pentru formarea betonului. Betonul este fabricat în mod tradițional cu ciment Portland, o substanță pudră din clincher măcinat, sulfat de calciu și alți aditivi minori. Clinkerul este un material realizat de obicei din calcar și minerale, care sunt zdrobite și măcinate împreună, apoi încălzite. Se adaugă sulfat de calciu, iar clincherul este măcinat în pulbere de ciment. Procesul necesită o cantitate mare de energie; are o amprentă de carbon uriașă și reprezintă aproximativ 7% până la 8% din dioxidul de carbon emis în fiecare an.
Cenușa zburătoare, care este alcătuită în mare parte din dioxid de siliciu și oxid de calciu, poate fi folosită ca înlocuitor pentru cimentul Portland sau ca supliment al acestuia. Materialele care alcătuiesc cenușa zburătoare sunt puzolanice, ceea ce înseamnă că pot fi folosite pentru a lega – sau cimenta – materialele împreună. Materialele puzolanice adaugă în general durabilitate și rezistență betonului.
Potențial de reducere a contaminării
Betonul făcut cu cenușă zburătoare este adesea considerat a fi ecologic. Leagă substanțele chimice toxice care sunt prezente în cenușa zburătoare într-un mod care ar trebui să le împiedice să contamineze resursele naturale. Utilizarea betonului verde în locul sau în plus față de cimentul Portland folosește mai puțină energie, necesită minerit mai puțin invaziv și reduce atât consumul de resurse, cât și emisiile de CO2.
Investigații asupra impactului general asupra mediului
Deși nu este considerat un material periculos de către majoritatea agențiilor de reglementare ale lumii, inclusiv Agenția pentru Protecția Mediului din SUA (EPA), cenușa zburătoare poate include cantități considerabile de materiale toxice. Au existat incidente în care cenușa zburătoare s-a scurs în apele subterane provocând cancer, malformații congenitale și alte probleme de sănătate. În multe regiuni, nu există reglementări sau cerințe de monitorizare pentru companiile care creează și elimină cenușă zburătoare. Cenușa care nu este folosită pentru a face produse precum cimentul de cenușă zburătoare este adesea aruncată în gropile de gunoi și în minele abandonate.
În prezent, nu se știe dacă cimentul obținut din produse secundare de ardere a cărbunelui va leși substanțele chimice în aer sau în sol și există foarte puține date despre ceea ce se poate întâmpla în viitor când betonul fabricat cu acesta se va intemperii și se erodează. Mai multe agenții de mediu, cum ar fi EPA, Leadership in Energy and Environmental Design (LEED) și California’s Collaborative for High-Performance Schools (CHPS), au stabilit limite ale nivelurilor acceptabile de mercur în cenușa zburătoare utilizată în cimentul de cenușă zburătoare. Se speră că, prin limitarea unora dintre cele mai periculoase substanțe chimice găsite în cenușa zburătoare, potențialele probleme viitoare pot fi minimizate.