Mikä on lentotuhka -sementti?

Lentotuhkasementti on tiettyjen betonien ensisijainen ainesosa, jota käytetään usein vaihtoehtona perinteiselle betonialustalle, Portland -sementille. Tuhka itsessään on kivihiilen palamisen sivutuote, mutta kun se on muodostettu sementiksi, tuhka sitoutuu yleensä siten, että se neutraloi monet kemikaalit ja toksiinit, jotka ovat tehneet kivihiilen polttamisen niin kiistanalaiseksi viime vuosina. Sementtiä pidetään usein keinona hiileteollisuuden puhdistamisen lisäksi myös jättää vähemmän jalanjälkeä ja vähentää kaikenlaisten betoniprojektien ja -rakenteiden muodostamiseen tarvittavaa energiaa. Se on usein kehittynyt “vihreänä” betonointiratkaisuna, vaikka se ei ole ilman arvostelijoita. Lentotuhkaa pidetään yleensä sopivana kaikenlaisiin konkreettisiin projekteihin, mutta monissa paikoissa on asetettu rajat sille, kuinka paljon sitä voidaan käyttää kerralla, kunnes odotetaan lisää ympäristövaikutuksia koskevia raportteja. Vaikka monet kivihiilen polttamiseen liittyvistä haitallisista kemikaaleista sitoutuvat sementtiin, on epäselvää, voivatko ne alkaa huuhtoutua uudelleen tai missä olosuhteissa.

Hiilenpolton perusteet

Kun hiiltä ja jätettä poltetaan voimalaitoksissa, ne muodostavat palamattoman sivutuotteen, jota kutsutaan kivihiilituhkaksi. Hiilituhka muodostuu kahdesta erilaisesta tuhkahiukkastyypistä: pohjatuhka, joka kerääntyy kiviuunien pohjalle, ja lentotuhka, joka tarttuu savupiippuihin, kun se “lentää” ylös ja pois. Suurin osa palamattomasta materiaalista on lentotuhkaa, joka kulkeutuu savukaasuun ja jää kiinni savupiippuihin ja savupiippuun. Tämä jäännös on puhdistettava ja hävitettävä säännöllisesti. Yksi tapa, jolla tätä materiaalia voidaan käyttää uudelleen, on yhdistää se muihin materiaaleihin sementin luomiseksi.

Käyttö betonissa

Yksi yleisimmistä lentotuhkasementin käyttötarkoituksista on lisäaine betonin muodostamiseen. Betoni on perinteisesti valmistettu portland -sementistä, jauhemaisesta aineesta, joka on valmistettu jauhetusta klinkkeristä, kalsiumsulfaatista ja muista pienistä lisäaineista. Klinkkeri on materiaali, joka koostuu yleensä kalkkikivestä ja mineraaleista, jotka murskataan ja jauhetaan yhdessä ja sitten kuumennetaan. Lisätään kalsiumsulfaattia ja klinkkeri jauhetaan sementtijauheeksi. Prosessi vaatii suuren määrän energiaa; sillä on valtava hiilijalanjälki, ja se muodostaa noin 7-8% vuodessa vapautuvasta hiilidioksidista.

Lentotuhkaa, joka koostuu suurelta osin piidioksidista ja kalsiumoksidista, voidaan käyttää Portland -sementin korvikkeena tai sen lisäaineena. Lentotuhkan muodostavat materiaalit ovat pozzolaanisia, mikä tarkoittaa, että niitä voidaan käyttää materiaalien sitomiseen tai sementtiin. Pozzolanic -materiaalit lisäävät betoniin yleensä kestävyyttä ja lujuutta.

Mahdollisuus vähentää saastumista
Lentotuhkasta valmistetun betonin uskotaan usein olevan ympäristöystävällistä. Se sitoo lentotuhkassa olevat myrkylliset kemikaalit tavalla, joka estää niiden saastuttamasta luonnonvaroja. Vihreän betonin käyttäminen portland -sementin sijasta tai sen lisäksi kuluttaa vähemmän energiaa, vaatii vähemmän invasiivista kaivostoimintaa ja vähentää sekä resurssien kulutusta että hiilidioksidipäästöjä.

Yleisten ympäristövaikutusten tutkimukset
Vaikka useimmat maailman sääntelyviranomaiset, mukaan lukien Yhdysvaltain ympäristönsuojeluvirasto (EPA), eivät pidä sitä vaarallisena materiaalina, lentotuhka voi sisältää huomattavia määriä myrkyllisiä aineita. On ollut tapauksia, joissa lentotuhka on huuhtoutunut pohjaveteen aiheuttaen syöpää, synnynnäisiä vikoja ja muita terveysongelmia. Monilla alueilla lentotuhkaa tuottavia ja hävittäviä yrityksiä ei säännellä tai valvota. Tuhka, jota ei käytetä lentotuhkasementin kaltaisten tuotteiden valmistukseen, hävitetään usein kaatopaikoille ja hylättyihin kaivoksiin.
Tällä hetkellä ei tiedetä, uutuuko hiilen polttamisen sivutuotteista valmistettu sementti kemikaaleja ilmaan tai maahan, ja on hyvin vähän tietoa siitä, mitä voi tapahtua tulevaisuudessa, kun sen kanssa valmistettu betoni kestää ja syöpyy. Useat ympäristövirastot, kuten EPA, Leadership in Energy and Environmental Design (LEED) ja Kalifornian Collaborative for High-Performance Schools (CHPS), ovat asettaneet rajoituksia lentotuhkasementissä käytettävän lentotuhkan hyväksyttäville elohopeapitoisuuksille. Toivotaan, että rajoittamalla joitain lentotuhkan vaarallisimpia kemikaaleja, mahdolliset tulevat ongelmat voidaan minimoida.