Utilisations, avantages et inconvénients des cendres volantes dans la construction

La cendre volante est une poudre fine qui est un sous-produit de la combustion du charbon pulvérisé dans les centrales électriques. La cendre volante est une pouzzolane, une substance contenant des matériaux alumineux et siliceux qui forme du ciment en présence d'eau. Lorsqu'il est mélangé avec de la chaux et de l'eau, il forme un composé similaire au ciment Portland.

Les cendres volantes produites par les centrales au charbon fournissent un excellent matériau de premier choix utilisé dans le ciment mélangé, les carreaux de mosaïque et les blocs creux entre autres.

Les cendres volantes peuvent remplacer le ciment Portland dans le béton, mais leur utilisation améliore la résistance, la ségrégation et la facilité de pompage du béton. Le taux de substitution généralement spécifié est de 1 à 1 ½ livre de cendres volantes pour 1 livre de ciment. Néanmoins, la quantité de granulat fin devrait être réduite pour tenir compte du volume additionnel de cendres volantes.

Applications de cendres volantes

Les cendres volantes peuvent être utilisées comme matériau principal dans les blocs, les pavés ou les briques; Cependant, l'une des applications les plus importantes est la chaussée PCC. Les chaussées PCC utilisent une grande quantité de béton et la substitution des cendres volantes procure des avantages économiques importants. Les cendres volantes ont également été utilisées pour paver des routes et des remblais et des remblais de mine, et le gouvernement fédéral, en particulier la Federal Highway Administration, en a fait l'acceptation.

Inconvénients des cendres volantes

Les constructeurs plus petits et les entrepreneurs en construction de logements ne connaissent pas très bien les produits de cendres volantes qui pourraient avoir des propriétés différentes selon l'endroit et la manière dont ils ont été obtenus.

Pour cette raison, les applications de cendres volantes rencontrent une résistance de la part des constructeurs traditionnels en raison de sa tendance à l'efflorescence et des problèmes majeurs de performance de congélation / décongélation.

D'autres préoccupations majeures concernant l'utilisation du béton de cendres volantes incluent:

• Gain de résistance plus lent.
• Limitation saisonnière.
• Augmentation des adjuvants entraîneurs d'air.
• Une augmentation de l'écaillage du sel produite par des cendres volantes plus élevées.

Avantages des cendres volantes

Les cendres volantes peuvent remplacer avantageusement le ciment Portland sur certains marchés. En outre, les cendres volantes pourraient être reconnues comme un produit respectueux de l'environnement, car il s'agit d'un sous-produit et d'une faible énergie intrinsèque. Il est également disponible en deux couleurs et des colorants peuvent être ajoutés sur le chantier. De plus, les cendres volantes nécessitent moins d'eau que le ciment Portland et sont plus faciles à utiliser par temps froid. Autres avantages:

• Produit divers temps de réglage.
• Résistance aux intempéries.
• Gains de résistance supérieurs, en fonction de son utilisation.
• Peut être utilisé comme adjuvant.
• Peut remplacer le ciment Portland.
• Considéré comme un matériau sans retrait.
• Produit un béton plus dense et une surface plus lisse avec des détails plus nets.
• Grande maniabilité.
• Réduit les problèmes de fissures, la perméabilité et le saignement
• Réduit la chaleur d'hydratation.
• Produit un rapport eau / ciment inférieur pour des affaissements similaires par rapport aux mélanges sans cendres volantes.
• Réduit les émissions de CO2.

Types de cendres volantes

Actuellement, plus de 50% du béton placé aux États-Unis contient des cendres volantes. Les doses varient en fonction du type de cendre volante et de son niveau de réactivité. Typiquement, les cendres volantes de classe F sont utilisées à des doses de 15 à 25% en masse de matériau cimentaire, et les cendres volantes de classe C à 15 à 40%.

Les cendres volantes de classe F, dont les particules sont recouvertes d'une sorte de verre fondu, réduisent considérablement le risque d'expansion dû à l'attaque des sulfates, comme cela peut se produire dans les sols fertilisés ou près des zones côtières. La classe F est généralement constituée de cendres volantes à faible teneur en calcium avec des teneurs en carbone inférieures à 5% mais parfois jusqu'à 10%. Les cendres volantes de classe C résistent également aux attaques chimiques, présentent un pourcentage plus élevé d'oxyde de calcium et sont plus communément utilisées pour le béton structural. Les cendres volantes de classe C sont généralement composées de cendres volantes riches en calcium dont la teneur en carbone est inférieure à 2%.