Fly ash is a byproduct from burning pulverized coal in electric power generating plants. Durante a combustão, as impurezas minerais no carvão (argila, feldspato, quartzo e xisto) fundem-se em suspensão e flutuam para fora da câmara de combustão com os gases de escape. À medida que o material fundido sobe, ele resfria e solidifica em partículas vítreas esféricas chamadas cinzas volantes. As cinzas volantes são recolhidas dos gases de escape por precipitadores electrostáticos ou filtros de mangas. O pó fino assemelha-se ao cimento portland, mas é quimicamente diferente. As cinzas volantes reagem quimicamente com o subproduto hidróxido de cálcio liberado pela reação química entre cimento e água para formar produtos cimentícios adicionais que melhoram muitas propriedades desejáveis do concreto. Todas as cinzas volantes apresentam propriedades cimentícias em diferentes graus, dependendo das propriedades químicas e físicas tanto das cinzas volantes como do cimento. Em comparação com o cimento e a água, a reação química entre a cinza volante e o hidróxido de cálcio é tipicamente mais lenta, resultando em um endurecimento retardado do concreto. Atraso no endurecimento do concreto associado à variabilidade das propriedades das cinzas volantes pode criar desafios significativos para o produtor e finalizador de concreto ao colocar pisos de aço: Classe C e Classe F. As cinzas volantes de classe C são frequentemente de alto teor de cálcio com teor de carbono inferior a 2%; enquanto que as de classe F são geralmente cinzas volantes de baixo teor de cálcio com teor de carbono inferior a 5%, mas às vezes chegam a atingir 10%. Em geral, as cinzas de classe C são produzidas a partir da queima de carvões sub-betuminosos ou lignite e as cinzas de classe F são carvões betuminosos ou antracite. As propriedades de desempenho entre as cinzas de Classe C e F variam em função das propriedades químicas e físicas das cinzas e de como as cinzas interagem com o cimento no concreto. Muitas cinzas de Classe C, quando expostas à água, reagem e endurecem como o cimento, mas não as cinzas de Classe F. A maioria, se não todas, as cinzas de Classe F só reagem com os subprodutos formados quando o cimento reage com a água. Cinzas volantes de Classe C e F foram utilizadas neste projeto de pesquisa.
Correntemente, mais de 50% do concreto colocado nos Estados Unidos contém cinzas volantes. As taxas de dosagem variam em função do tipo de cinza volante e do seu nível de reactividade. Normalmente, a cinza volante classe F é usada em dosagens de 15% a 25% em massa de material cimentício e a cinza volante classe C em 15% a 40%. No entanto, a cinza volante não tem sido utilizada em lajes interiores de aço, devido aos problemas inerentes ou desafios associados à variabilidade da cinza volante e ao atraso no endurecimento do betão. A taxa e uniformidade do endurecimento do concreto são parâmetros críticos no estabelecimento da janela de acabamento e podem influenciar diretamente a qualidade do acabamento final do piso. Atraso ou têmpera não uniforme do concreto aumenta significativamente o risco de acabamento prematuro ou inadequado resultando em acabamentos de má qualidade do aço. Até agora, proprietários de edifícios, fornecedores de concreto e acabadores têm sido relutantes em substituir o cimento por cinzas volantes em pisos de aço, devido ao aumento dos riscos associados às cinzas volantes. Esses riscos incluem a aderência da superfície, endurecimento retardado do concreto e rachaduras por contração de volume precoce causadas pelo atraso na fixação.
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