Využití vybraných popílků rostlinného původu pro přípravu cementových kompozitů

Abstract

V uplynulých desetiletí se do směsných cementů přidává popílek pocházející ze spalování uhlí (CFA), který nahrazuje část portlandského cementu hlavně kvůli ekonomickým důvodům. Kvůli zpřísnění ekologických norem v EU dochází k rušení uhelných elektráren a tepláren, nebo jejich přestavbě na spalování biomasy, což má za následek omezení dostupnosti uhelného popílku (CFA) pro využití ve směsném cementu. Jako možnou náhradu uhelného popílku se jeví popílek ze spalování biomasy (BFA) na bázi dřevní štěpky. Využití BFA pro směsné cementy nahrává hned několik faktorů. Ekonomický faktor souvisí s možným zdražováním CFA kvůli jeho nedostatku, ekologický faktor souvisí s náhradou spalování biomasy za uhlí a také s možnou likvidací odpadu ze spalování biomasy, která se doposavad skládkuje. Tato práce zkoumá potenciál náhrady portlandského cementu BFA a následné účinky na mikrostrukturu, mechanickou pevnost a trvanlivost cementových malt. Aplikace BFA v dávkách odhaluje jeho potenciál pro návrh udržitelných cementových kompozitů. O perspektivě BFA hovoří i provedená analýza Life Cycle Assessment (LCA).

In recent decades, coal-fired fly ash (CFA) has been added to mixed cements, replacing part of Portland cement mainly for economic reasons. Due to the tightening of environmental standards in the EU, coal-fired power plants and heating plants are being shut down or converted to biomass burning, which results in a reduction in the availability of coal ash (CFA) for use in mixed cement. Biomass ash (BFA) based on wood chips appears to be a possible substitute for coal ash. The use of BFA for mixed cements is influenced by several factors. The economic factor is related to the possible increase in the price of CFA due to its shortage, the ecological factor is related to the substitution of biomass burning for coal and also to the possible disposal of biomass burning waste, which is still being landfilled. This work investigates the potential for replacement of BFA Portland cement and the consequent effects on the microstructure, mechanical strength and durability of cement mortars. The application of BFA in reveals its potential for the design of sustainable cementitious composites. The Life Cycle Assessment (LCA) analysis carried out also speaks to the BFA perspective.