密苏里科技大学的一名研究人员正在领导一项增加混凝土中粉煤灰用量的研究。亚博老虎机网登录如果成功,这一努力将从池塘和垃圾填埋场转移出数百万吨废物,并减少一氧化碳2排放。
目前,我国电厂在燃煤过程中产生的飞灰和底灰约1.3亿吨。飞灰——燃烧过程中随烟道气体上升的细颗粒yabo214——通过过滤被捕获,以减少空气污染,通常储存在火力发电厂或填埋场。
在混凝土中加入粉煤灰并不是一个新概念。70多年来,废料一直是混凝土的组成部分,用于建造美国的桥梁、道路、大坝和整体基础设施。这种材料增加了混凝土的耐久性,延长了这些结构的使用寿命。大约43%的材料被回收用作墙板或混凝土的组成部分。
“传统规范将粉煤灰的用量限制在35%或40%的水泥置换量,”密苏里科技大学土木、建筑和环境工程助理教授杰弗里·沃尔兹说。最近的研究表明,较高的水泥替代率——甚至高达75%——可以在强度和耐久性方面获得优秀的混凝土。”
混凝土通常有三个关键组成部分:硅酸盐水泥、水和碎石、沙子等骨料。在制造水泥的过程中,石灰石和其他材料被加热到极端温度,释放成吨的CO亚博网站下载2化学反应和加热过程。如果粉煤灰可以替代水泥,不仅可以减少进入池塘和垃圾填埋场的粉煤灰,还可以减少CO2沃尔兹说。
大容量粉煤灰明显更可持续,但也可能是不可预测的。材料的物理和化学特性可以变化,这可以改变它对添加剂的反应方式。
“从所有替代率来看,粉煤灰通常会减缓混凝土早期的凝结时间和硬化率,特别是在寒冷的天气条件下,当使用活性较低的粉煤灰时,”中场说。
粉煤灰的处理并非没有争议。2008年12月,当一个煤灰池的土质挡土墙倒塌时,10亿加仑的湿煤灰溢出。数十口井被砷和汞等有毒物质污染。亚博网站下载不久之后,美国环境保护署(Environmental Protection Agency)开始审查这种材料的监管规定。虽然美国环保署支持在混凝土中添加粉煤灰或将其用于土壤稳定,但该机构正在考虑将粉煤灰列为危险废物。尽管有确凿证据表明,一旦在混凝土中添加了粉煤灰,这种材料会发生化学变化,随着时间的推移无法滤除有毒物质,但这项裁决将给这种材料贴上污名。亚博网站下载
尽管如此,沃尔兹承认业主可能不希望它出现在他们的大楼里。“建筑工人可能会拒绝使用它,”他说。“还有一个问题是,当它被用于有益的再利用时,在什么程度上它不是有害材料。是一旦它被添加到预拌车中,这意味着它是预拌厂筒仓中的危险废物,还是一旦混凝土变硬,这意味着它是危险废物?”
Volz正在与密苏里州运输部合作,制定在桥梁、道路、涵洞、挡土墙和其他交通相关基础设施组件中适当应用高体积粉煤灰混凝土的指导方针。
“通过将再生粉煤灰在混凝土中的使用增加近一倍,高容量粉煤灰与MoDOT的回收绿色倡议非常吻合,”他补充道。
编辑注意:这项研究的视频可在网上找到http://bit.ly/fLmam5.照片也可用。
来源:https://www.mst.edu/