Fly ash is a major waste from coal-fired power plants. Its physical properties greatly affect materials science. Fly ash’s properties, like density and particle size, affect its use in building materials and its environmental impact. Study of fly ash’s physical properties is in-depth. Its potential in materials science is being explored. This may provide new, sustainable solutions for environmental protection.
Propriétés physiques des cendres volantes telles que la densité et la taille des particules :
Fly ash has physical properties like density, bulk density, and fineness. These are macroscopic reflections of its chemical and mineral compositions. Fly ash has a density of 1.9 to 2.9 g/cm³. Its bulk density is 0.531 to 1.261 g/cm³. Its specific surface area is 800 to 19500 cm²/g by nitrogen adsorption and 1180 to 6530 cm²/g by air permeability. The fineness and particle size of pulverised fuel ash are important. They directly affect its activity and other properties. The finer the pulverised fuel ash, the greater the proportion of fine powder, and the greater its activity.
Influence des propriétés physiques des cendres combustibles pulvérisées sur les performances des matériaux :
Les propriétés physiques des cendres volantes affectent grandement leurs performances dans les matériaux. Par exemple, la finesse et la taille des particules des cendres volantes peuvent affecter l'hydratation du ciment. Cela affecte à son tour la résistance et la durabilité du matériau. Des études montrent que l'ajout de cendres volantes pulvérisées affectera les matériaux à forte teneur en eau. Cela modifiera leur temps de prise, leur densité et leur teneur en humidité. Cela affectera à son tour leurs propriétés techniques. L'ajout de cendres volantes supplémentaires diminuera la résistance maximale des matériaux à forte teneur en eau. Mais cela augmentera leur résistance résiduelle. Les modules d'élasticité et de déformation diminueront également. De plus, l'activité pouzzolanique des cendres volantes peut réagir avec les produits d'hydratation du ciment. Cela forme un gel CSH. Cela augmentera la résistance et la densité de la suspension.
Application des cendres volantes dans le développement de nouveaux matériaux :
Les cendres volantes, qui ont une activité volcanique, ont été utilisées pour fabriquer de nouveaux matériaux de construction. Par exemple, les cendres volantes peuvent être utilisées comme adjuvant de ciment. Elles améliorent les performances du ciment, réduisent la consommation et les coûts. Dans le béton, les cendres volantes pulvérisées peuvent améliorer la maniabilité, la fluidité et l'opérabilité. Elles peuvent également améliorer la résistance et la durabilité à long terme. En outre, les cendres volantes pulvérisées permettent de fabriquer des géopolymères, des céramiques synthétiques et des isolants réfractaires. Elles sont également utilisées dans de nouveaux matériaux de construction intelligents.
Comment l'activité pouzzolanique des cendres volantes affecte-t-elle la réaction d'hydratation du ciment :
Les cendres volantes ont une activité volcanique. Elles réagissent avec l'hydroxyde de calcium (Ca(OH)2) issu de l'hydratation du ciment. Cette réaction permet de fabriquer des substances cimentaires, comme le silicate de calcium hydraté et l'aluminate de calcium hydraté. Ces produits peuvent renforcer et durcir le béton. Ils peuvent également résister à la corrosion. Le SiO2 et l'Al2O3 actifs des cendres volantes réagissent avec le Ca(OH)2 dans l'environnement alcalin après l'hydratation du ciment. Cela forme des substances cimentaires durcies. Elles remplissent les capillaires du béton et améliorent sa structure interne. En conséquence, la densité et la résistance du béton augmentent.
De nombreux facteurs influent sur l'activité des cendres volcaniques volantes. Ils comprennent leur composition chimique, leur surface, la taille de leurs particules et leur température de calcination. Le SiO2 et l'Al2O3 vitreux des cendres volantes sont les principales sources d'activité des cendres volcaniques. Ils réagissent avec le Ca(OH)2 lors de l'hydratation. Cela donne naissance à des gels de silicate de calcium hydraté et d'aluminate de calcium hydraté. Ces gels sont essentiels à la résistance du béton.
De plus, l'activité pouzzolanique des cendres volantes pulvérisées est également liée à leur forme physique. Les microsphères de verre des cendres volantes ont une surface lisse et dense. Elles réduisent l'eau, densifient et homogénéisent le béton et améliorent son écoulement. Elles favorisent également l'hydratation initiale du ciment. Et elles améliorent les propriétés durcies du béton.
L'influence de l'activité pouzzolanique des cendres combustibles pulvérisées sur la réaction d'hydratation du ciment se reflète également dans les aspects suivants :
1. Améliorer l'uniformité de la pâte de ciment. Augmenter sa consistance. Réduire le ressuage et la stratification.
2. Les cendres volantes peuvent améliorer la fluidité et la pompabilité du béton. Cela est vrai pour le béton ayant un faible rapport eau-ciment.
3. La réaction pouzzolanique des cendres volantes ralentit le taux d'hydratation du ciment. Cela réduit à son tour l'augmentation de la température du béton due à la chaleur d'hydratation. Cela permet d'éviter les fissures de température dans le béton.
4. Les composants actifs des cendres de combustible pulvérisées réagissent avec l'ettringite du ciment. Cela réduit la quantité d'ettringite générée. Cela augmente également d'autres produits d'hydratation. Ces changements affectent la structure de l'ettringite. Ils réduisent donc la résistance à la compression des matériaux à forte teneur en eau.
En résumé, les cendres de combustible pulvérisées issues de l'activité volcanique réagissent avec le Ca(OH)2 issu de l'hydratation du ciment. Elles créent davantage de produits d'hydratation. Ceux-ci améliorent la résistance, la durabilité et la structure interne du béton. Ils améliorent ainsi ses propriétés.
Conclusion
L'étude des propriétés physiques des cendres volantes est essentielle. Elle permet d'améliorer leur valeur en science des matériaux. Les recherches futures pourraient inclure : la classification détaillée des cendres volantes pulvérisées, l'amélioration de leur utilisation dans le ciment et le béton, le développement d'utilisations à haute valeur ajoutée et l'exploration de nouvelles utilisations dans le travail environnemental et l'agriculture. Ces études peuvent améliorer l'utilisation des cendres volantes pulvérisées. Elles peuvent également favoriser la protection de l'environnement et le développement durable.