Vliegas is een bijproduct van het verbranden van poederkool in elektriciteitscentrales. Tijdens de verbranding versmelten minerale onzuiverheden in de steenkool (klei, veldspaat, kwarts en leisteen) in suspensie en drijven ze met de uitlaatgassen uit de verbrandingskamer. Terwijl het gesmolten materiaal opstijgt, koelt het af en stolt het tot bolvormige glasachtige deeltjes die vliegas worden genoemd. Vliegas wordt uit de uitlaatgassen opgevangen door elektrostatische precipitators of zakfilters. Het fijne poeder lijkt op portlandcement, maar is chemisch verschillend. Vliegas reageert chemisch met het bijproduct calciumhydroxide, dat vrijkomt bij de chemische reactie tussen cement en water, om aanvullende cementgebonden producten te vormen die veel gewenste eigenschappen van beton verbeteren. Alle vliegas vertoont cementeigenschappen in verschillende mate, afhankelijk van de chemische en fysische eigenschappen van zowel de vliegas als het cement. In vergelijking met cement en water verloopt de chemische reactie tussen vliegas en calciumhydroxide doorgaans trager, wat leidt tot een vertraagde verharding van het beton. Vertraagde verharding van beton in combinatie met de variabiliteit van vliegas-eigenschappen kan aanzienlijke uitdagingen opleveren voor de betonproducent en de afwerker bij het plaatsen van staalgerolde vloeren.
Twee soorten vliegas worden gewoonlijk gebruikt in beton: Klasse C en klasse F. Klasse C zijn vaak hoogcalcium vliegas met een koolstofgehalte van minder dan 2%; terwijl klasse F over het algemeen laagcalcium vliegas is met een koolstofgehalte van minder dan 5%, maar soms wel 10%. In het algemeen wordt klasse C-as geproduceerd door het verbranden van subbitumineuze of bruinkoolkolen en klasse F-as door het verbranden van bitumineuze of antracietkolen. De eigenschappen van klasse C- en F-assen zijn afhankelijk van de chemische en fysische eigenschappen van de as en de wisselwerking tussen de as en het cement in het beton. Veel as van klasse C zal bij blootstelling aan water reageren en hard worden net als cement, maar as van klasse F niet. De meeste, zo niet alle, assen van klasse F reageren alleen met de bijproducten die ontstaan wanneer cement met water reageert. In dit onderzoeksproject zijn klasse C en F vliegas gebruikt.
Huidig bevat meer dan 50% van het in de V.S. geplaatste beton vliegas. De dosering varieert afhankelijk van het type vliegas en het reactiviteitsniveau. Gewoonlijk wordt klasse F vliegas gebruikt in doseringen van 15% tot 25% van de massa van het cementgebonden materiaal en klasse C vliegas in doseringen van 15% tot 40%. Vliegas is echter niet gebruikt in staalplaat-betonvloeren vanwege de inherente problemen of uitdagingen in verband met de variabiliteit van vliegas en de vertraagde verharding van beton. De snelheid en uniformiteit van betonverharding zijn kritische parameters bij het vaststellen van de afwerkbaarheid en kunnen een directe invloed hebben op de kwaliteit van de uiteindelijke vloerafwerking. Vertraagde of niet-uniforme verharding van beton verhoogt het risico op voortijdige of onjuiste afwerking aanzienlijk, resulterend in een slechte kwaliteit van de afwerking met stalen troffels. Tot nu toe waren gebouweigenaren, betonleveranciers en afwerkbedrijven terughoudend in het vervangen van cement door vliegas in staalgetroffeleerde vloeren vanwege de verhoogde risico’s die vliegas met zich meebrengt. Deze risico’s omvatten kleverigheid van het oppervlak, vertraagde verharding van het beton en vroegtijdige scheurvorming door volumekrimp als gevolg van vertraagde uitharding.
Terug naar hoofdartikel “Toevoegen van vliegas aan betonvloermengsels”