Flugasche ist ein Nebenprodukt der Verbrennung von Kohlenstaub in Kraftwerken zur Stromerzeugung. Bei der Verbrennung verschmelzen mineralische Verunreinigungen in der Kohle (Ton, Feldspat, Quarz und Schiefer) in Suspension und schweben mit den Abgasen aus der Brennkammer. Wenn das geschmolzene Material aufsteigt, kühlt es ab und verfestigt sich zu kugelförmigen, glasartigen Partikeln, die Flugasche genannt werden. Die Flugasche wird mit Elektrofiltern oder Schlauchfiltern aus den Abgasen abgeschieden. Das feine Pulver ähnelt zwar dem Portlandzement, ist aber chemisch anders. Flugasche reagiert chemisch mit dem Nebenprodukt Kalziumhydroxid, das bei der chemischen Reaktion zwischen Zement und Wasser freigesetzt wird, und bildet zusätzliche zementartige Produkte, die viele wünschenswerte Eigenschaften von Beton verbessern. Alle Flugaschen weisen je nach den chemischen und physikalischen Eigenschaften der Flugasche und des Zements in unterschiedlichem Maße zementartige Eigenschaften auf. Im Vergleich zu Zement und Wasser verläuft die chemische Reaktion zwischen Flugasche und Calciumhydroxid in der Regel langsamer, was zu einer verzögerten Erhärtung des Betons führt. Die verzögerte Aushärtung des Betons in Verbindung mit der Variabilität der Flugascheeigenschaften kann den Betonhersteller und den Verarbeiter beim Einbau von Stahlböden vor erhebliche Herausforderungen stellen.
Zwei Arten von Flugasche werden üblicherweise in Beton verwendet: Klasse C und Klasse F. Bei Klasse C handelt es sich häufig um Flugaschen mit hohem Kalziumgehalt und einem Kohlenstoffgehalt von weniger als 2 %, während Klasse F im Allgemeinen Flugaschen mit niedrigem Kalziumgehalt und einem Kohlenstoffgehalt von weniger als 5 %, manchmal aber auch bis zu 10 % sind. Im Allgemeinen werden Aschen der Klasse C aus der Verbrennung von subbituminösen Kohlen oder Braunkohle und Aschen der Klasse F aus bituminösen Kohlen oder Anthrazitkohle hergestellt. Die Leistungseigenschaften von Aschen der Klassen C und F variieren je nach den chemischen und physikalischen Eigenschaften der Asche und der Wechselwirkung der Asche mit dem Zement im Beton. Viele Aschen der Klasse C reagieren bei Kontakt mit Wasser wie Zement und werden hart, Aschen der Klasse F jedoch nicht. Die meisten, wenn nicht sogar alle, Aschen der Klasse F reagieren nur mit den Nebenprodukten, die bei der Reaktion von Zement mit Wasser entstehen. In diesem Forschungsprojekt wurden Flugaschen der Klassen C und F verwendet.
Zurzeit enthält mehr als 50 % des in den USA verbauten Betons Flugasche. Die Dosiermengen variieren je nach Art der Flugasche und ihrem Reaktivitätsgrad. In der Regel wird Flugasche der Klasse F in einer Dosierung von 15 bis 25 % der Masse des zementhaltigen Materials und Flugasche der Klasse C in einer Dosierung von 15 bis 40 % verwendet. Flugasche wurde jedoch nicht für Stahlbetonplatten im Innenbereich verwendet, da die Variabilität der Flugasche und die verzögerte Erhärtung des Betons Probleme aufwerfen. Geschwindigkeit und Gleichmäßigkeit der Betonerhärtung sind kritische Parameter bei der Festlegung des Zeitfensters für die Fertigstellung und können die Qualität der endgültigen Bodenbeschichtung direkt beeinflussen. Eine verzögerte oder ungleichmäßige Aushärtung des Betons erhöht das Risiko einer vorzeitigen oder unsachgemäßen Fertigstellung erheblich, was zu minderwertigen stahlverputzten Belägen führt. Bisher haben Bauherren, Betonlieferanten und Verarbeiter gezögert, Zement durch Flugasche in Stahlestrichen zu ersetzen, weil die Flugasche mit erhöhten Risiken verbunden ist. Zu diesen Risiken gehören Oberflächenklebrigkeit, verzögerte Aushärtung des Betons und frühe Schwindrisse durch verzögerte Aushärtung.
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