Přínosů využití VEP je nesčetně mnoho. Použití popílků v betonu zlepšuje funkčnost, zvyšuje pevnost i trvanlivost staveb. Environmentální výhody jsou neoddiskutovatelné, protože využití popílků šetří primární zdroje, o ekonomických výhodách nemluvě. Přesto v České republice není potenciál uplatňování popílků zcela využíván. Situace v zahraničí je jiná.
Především Německé stavby hojně využívají popílků z elektráren a tepláren. Silnice, parkoviště, cyklistické stezky, tunely, betonové mosty a další stavby jsou pro využití popílků ideální. Tabulky v druhé polovině textu přináší informace v jakém druhu betonu a v které části stavby je možné tyto popílky využít. Přitom je také důležité, jaký popílek je pro který beton vhodný.
Například v pilířích mostu přes řeku Labe v Mühlbergu byl použit vysokopevnostní beton, který obsahuje 150 kg vysokoteplotního popílku na jeden m3 materiálu. To je nezanedbatelné množství. Větrací šachty ve stavbě silničního tunelu Jagdberg obsahují na m3 samozhutnitelného betonu dokonce 200 kg tohoto popílku.
Popílek do betonu musí splňovat normu EN ČSN 450-1 a standardně se používá zejména úletový popílek z vysokoteplotního spalování, který vzniká při teplotách cca od 1100°C do cca 1300oC. Díky této teplotě dochází k roztavení a následnému ztuhnutí nehořlavých alumo-silikátových složek do kulovitých tvarů, viz Obr. X.
S uhlím může být spoluspalováno max. 20% dalších materiálů (dřevo, papír, městský odpad, masokostní moučka). Popílek z hlediska chemického složení musí splňovat limity zejména na množství síry, volného CaO, MgO, alkálií, aby se zabránilo nežádoucím reakcím při tvrdnutí betonu a jeho degradaci v delším čase.
Zároveň se klade požadavek na minimální 45% množství amorfní složky SiO2, která se podílí na pucolánové reakci v alkalickém prostředí.
Obr. X. Úletový vysokoteplotní popílek v cementové pastě na nabroušeném povrchu, BSE. Foto Dr. Kopecký, ČVUT.
Popílek z vysokoteplotního spalování představuje v ČR přibližně 70% produkce všech vedlejších energetických produktů. Dalších přibližně 10% produkce představuje popílek z fluidního spalování, kdy se oxidy síry zachytávají přídavkem vápence či dolomitu k uhlí (flue gas desulfurization materials).
Tento popílek vzniká při nižší teplotě cca 850oC a obsahuje charakteristicky přes 8% SO3, proto je jako příměs do betonu nepoužitelný. Z fluidního popílku lze však vyrábět jiná pojiva na bázi sulfátovápenatých cementů, kdy vzniká na počátku větší množství ettringitu.
V pozdějších fázích při tuhnutí cementu vznikají hydrolýzou a hydratací kalciumsilikátů hydrosilikáty, které se obecně označují jako C-S-H gel, resp. Hydrosilikáty C-S-H. Tento systém se používá od roku 1970 a v součastnosti představuje slibný krok k využití fluidního popílku a energosádrovce k výrobě nových generací pojiv. Například pojivo SORFIX, který vyrábí společnost ČEZ Energetické produkty.
Následující tabulky ukazují podrobně příklady staveb v zahraničí, které využívají VEP.
Komentáře