Cegła z popiołu lotnego
Cegła lotna z popiołu lotnego ( FAB ) to materiał budowlany , a konkretnie elementy murowe , zawierający popiół lotny klasy C lub klasy F oraz wodę. Cegły sprasowane pod ciśnieniem 28 MPa (272 atm) i utwardzane przez 24 godziny w łaźni parowej o temperaturze 66°C , a następnie wzmocnione środkiem napowietrzającym, mogą wytrzymać ponad 100 cykli zamrażania i rozmrażania . Ze względu na wysokie stężenie tlenku wapnia w popiele lotnym klasy C cegła określana jest jako „samocementująca”. Metoda produkcji oszczędza energię, zmniejsza środowiska rtęcią i często kosztuje o 20% mniej niż tradycyjna produkcja cegieł z gliny.
Historia
Pył węglowy był w przeszłości zbierany jako produkt odpadowy z domów i przemysłu. W XIX wieku popiół węglowy zabierany był przez „zmiataczy” i dostarczany do miejscowych cegielni, gdzie mieszano go z gliną. Dochód ze sprzedaży popiołu byłby normalnie przeznaczony na zbiórkę odpadów.
Glina jest zwykle uwięziona podczas formowania węgla. Podczas spalania węgla niepalne cząsteczki gliny pozostają w postaci popiołu. W kotłach rusztowych niepalny popiół aglomeruje się w postaci żużlu przez dłuższy czas przebywania. Obecnie preferowana jest technologia pyłu węglowego ze względu na lepszą efektywność energetyczną. W tym przypadku zmielona glina ucieka wraz ze spalinami, osadzając się jako popiół w filtrach workowych lub elektrofiltrach (ESP). To daje początek nazwie „popiół lotny”.
Surowce
Możliwa mieszanka materiałów do produkcji cegły z popiołu lotnego: [ potrzebne źródło ]
| Materiał | Masa |
|---|---|
| Popiół lotny | 60% |
| Piasek / pył kamienny | 30% |
| cement portlandzki lub wapno | 10% |
Wytrzymałość cegieł z popiołu lotnego wytworzonych z powyższych składów mieści się w przedziale od 7,5 MPa do 10 MPa [ potrzebne źródło ] . Cegły z popiołu lotnego są lżejsze i mocniejsze niż cegły gliniane.
Główne składniki to popiół lotny, woda, wapno palone lub szlam wapienny, cement, proszek aluminiowy i gips. Autoklawowanie zwiększa twardość bloczka poprzez przyspieszenie utwardzania cementu. Gips działa jako długoterminowy środek wzmacniający. Reakcja chemiczna [ potrzebne dalsze wyjaśnienie ] z pastą aluminiową zapewnia AAC jego wyraźną porowatą strukturę, lekkość i właściwości izolacyjne. Powyższe właściwości wyróżniają go spośród innych lekkich materiałów betonowych. Gotowy produkt jest lżejszym blokiem, ważącym mniej niż 40% konwencjonalnych cegieł, a jednocześnie zapewniającym podobną wytrzymałość. Ciężar właściwy wynosi około 0,6 do 0,65 [ potrzebne źródło ] . Używanie tych bloków w budynkach zmniejsza ciężar własny, pozwalając zaoszczędzić około 30 do 35% [ potrzebne źródło ] stali konstrukcyjnej i betonu.
Procesy handlowe dzielą się na dwie kategorie; szlak wapienny i szlak cementowy (OPC), gdzie ten ostatni jest wykorzystywany jako źródło wapna. W szlaku wapiennym kompozycja składa się z popiołu lotnego (50%), wapna gaszonego (30%) i bezwodnego gipsu (20%), do których można dodać 3 do 4 razy pyłu kamiennego, piasku lub dowolnego obojętnego materiału wypełniającego. W trasie cementowej skład to popiół lotny (76%), OPC (20%) i anhydryt (4%), do których można dodać 3 do 4 razy materiału wypełniającego.
Następujące właściwości popiołu lotnego wpływają na wytrzymałość i wygląd cegieł z popiołu lotnego.
- Utrata podczas spalania (LOI): popiół lotny traci wagę, gdy spala się w temperaturze około 1000 ° C z powodu obecności węgla i wody. Utrata masy następuje w wyniku spalania węgla, a odparowanie wilgoci nazywa się „stratą przy zapalaniu (LOI)”. Wyraża się to w procentach. Im mniejsza strata zapłonu, tym lepszy będzie popiół lotny. Według BIS nie powinien przekraczać 5%.
- Stopień rozdrobnienia: drobny popiół lotny ma większą powierzchnię dostępną do reagowania z wapnem. Zwiększa to aktywność pucolanową, która przyczynia się do wytrzymałości cegieł z popiołu lotnego. Według BIS nie powinna przekraczać 320 m 2 /kg.
- Zawartość wapnia (CaO): reaktywność pucolanowa popiołu lotnego jest większa w przypadku popiołu lotnego o wysokiej zawartości wapnia. Im większa aktywność pucolanowa, tym wyższa wytrzymałość cegły z popiołu lotnego. Zgodnie z ASTM C618 popiół lotny dzieli się na dwa typy: klasa C zawiera więcej niż 10% wapna, a popiół lotny klasy F zawiera mniej niż 10% wapna.
Ze względu na pracę kotła popiół lotny można dodatkowo podzielić na LT (niskotemperaturowy) i HT (wysokotemperaturowy). Popiół lotny LT zawierający fazy amorficzne jest generowany, gdy temperatura kotła nie przekracza 800 °C, podczas gdy popiół lotny HT zawierający szkliste fazy reaktywne jest generowany w temperaturze powyżej 1000 °C w instalacjach supertermicznych. Popiół lotny LT dobrze reaguje z wapnem, natomiast popiół lotny HT dobrze reaguje z OPC.
Zalety
- Zmniejsza ciężar własny konstrukcji dzięki niewielkiej wadze (2,6 kg, wymiary: 230 mm X 110 mm X 70 mm [ potrzebne źródło ] ).
- Ta sama liczba cegieł pokryje większy obszar niż cegły gliniane
- Izolacja przeciwpożarowa
- Dzięki dużej wytrzymałości praktycznie nie pęka podczas transportu i użytkowania.
- Dzięki jednolitej wielkości cegieł zużycie zaprawy do spoin i tynków zmniejsza się prawie o 50 % .
- Ze względu na mniejszą penetrację wody przesiąkanie wody przez cegły jest znacznie ograniczone.
- Tynk gipsowy można nakładać bezpośrednio na te cegły bez podkładu z tynku wapiennego .
- Cegły te nie wymagają moczenia w wodzie przez 24 godziny. Wystarczy spryskać wodą przed użyciem [ potrzebne źródło ] .
Niedogodności
- W zależności od mieszanki wytrzymałość mechaniczna może być niska. Można to częściowo naprawić, dodając między bloki odpady marmurowe lub zaprawę.
- Duży rozmiar może mieć więcej pęknięć w zależności od mieszanki materiałów.
- Ma wysoką przewodność cieplną . W chłodniejszych regionach wymagana jest dodatkowa izolacja.