Popiół lotny jest dodatkiem mineralnym typu II do betonu (informacje na temat egzamin na uprawnienia architektoniczne). Powinien spełniać wymagania, które znajdują się w normie PN-EN 450:1998. Zgodnie z tą normą popiół lotny to drobno uziarniony pył, który składa się przede wszystkim z kulistych, zeszkliwionych ziaren. Otrzymuje się go na skutek spalania pyłu, który ma właściwości pucolanowe i w swoim składzie mają głównie SiO2 oraz AK. Zgodnie z normą PN-EN 197-1 ok. 25% masy to reaktywny SiO2. Popiół lotny powstaje na skutek elektrostatycznego bądź mechanicznego wytrącania cząsteczek pyłu z gazów odlotowych. Dzieje się to w kotłowniach, które są opalane pyłem antracytu albo węgla kamiennego. Zgodnie z przepisami polskimi dodatkiem może być także popiół lotny, który powstaje na skutek spalania węgla brunatnego. Są jednak dwa warunki:
1) całkowita zawartość CaO nie może być większa niż 10% masy,
2) popiół spełni wszystkie inne wymagania, które są w normie.
Dodatki mineralne do betonów
Do głównego zadania popiołu lotnego, który jest dodawany do betonu, jest uszczelnienie struktury. Cechą charakterystyczną popiołu jest to, że ma wysoki stopień rozdrobnienia. Dzięki temu może wypełnić wolne przestrzenie, które są pomiędzy ziarnami cementu (egzamin na uprawnienia architektoniczne).
Niespalony węgiel, który ma formę okruchów o nieregularnych kształtach, zawarty jest we frakcji grubszej niż 45 pm. Zmiany, które dodatek popiołu lotnego wywołuje w świeżej mieszance betonowej dotyczą wodożądności oraz urabialności. Popioły lotne mają kulisty kształt ziaren. Pozwala to na poprawienie urabialności mieszanki betonowej. Jest to istotne w przypadku betonów pompowych. Taka mieszanka betonowa, w której są popioły lotne, jest spoista i wykazuje mniejszą tendencję do wydzielania mleczki.
Dodatki z popiołów lotnych
Dzięki dodatkom, które powstają z popiołów lotnych, beton, który je zawiera, ma wiele pozytywnych cech. Mowa tu o:
– poprawie urabialności betonu,
– poprawie szczelności struktury,
– obniżeniu ciepła hydratacji,
– podwyższeniu odporności na agresję chemiczną,
– zwiększeniu szybkości reakcji wiązania cementu,
– podwyższeniu odporności na wysoką temperaturę,
– wyższej wytrzymałość betonu w długim czasie,
– obniżeniu kosztów produkcji mieszanki betonowej.
W momencie, kiedy zamieni się części cementu popiołami lotnymi, dojdzie do opóźnienia przyrostu wytrzymałości wczesnej betonu w warunkach naturalnych. W okresach, gdy temperatura jest niższa, to spadek wytrzymałości betonu jest większy. Mniejsza wytrzymałość we wczesnym okresie połączona jest z mniejszym wydzielaniem ciepła hydratacji. W związku z tym jest niższa temperatura betonu, co jest ważne w momencie wykonywania konstrukcji masywnych.
Do wad betonu, gdzie część cementu zastąpiono popiołem lotnym, należy niebezpieczeństwo zmniejszenia mrozoodporności na skutek wolnego przebiegu reakcji pucolanowej. Beton ma wówczas obniżoną wytrzymałość. Z reguły jest tak, że betony cementowo-popiołowe, które dojrzewają od 60 do 90 dni, charakteryzują się dobrą mrozoodpornością (uprawnienia budowlane). Jak można poprawić mrozoodporność? Wykorzystując domieszki:
– uplastyczniające (obniżenie ilości wody w betonie – niższy wskaźnik w/c – większa szczelność),
– napowietrzające.
Popiół lotny może być drogocennym składnikiem betonu zwykłego, a także betonów nowej generacji. Betony, w których popiół lotny będzie dodatkiem muszą być dokładnie wykonane. Dotyczy to:
– doboru składników – zwłaszcza popiołów,
– przygotowania mieszanki,
– transportu,
– układania mieszanki,
– odpowiednio długiej pielęgnacji świeżo wbudowanego betonu.
Dzięki temu efektem końcowym będą trwałe elementy betonowe.
