Lakiųjų pelenų cementas yra pagrindinė tam tikrų betonų sudedamoji dalis, kuri dažnai naudojama kaip portlandcemenčio, kuris yra labiau tradicinis betono pagrindas, alternatyva. Patys pelenai yra anglies degimo šalutinis produktas, tačiau susidarę į cementą pelenai paprastai jungiasi taip, kad neutralizuoja daugelį cheminių medžiagų ir toksinų, dėl kurių pastaraisiais metais anglies deginimas buvo toks prieštaringas. Iš esmės cementas dažnai manomas kaip būdas ne tik išvalyti anglies pramonę, bet ir palikti mažiau pėdsakų bei sumažinti energijos sąnaudas, reikalingus įvairiems betoniniams projektams ir konstrukcijoms formuoti. Jis dažnai yra „žaliasis“ betonavimo sprendimas, nors jis nėra be kritikų. Lakieji pelenai paprastai laikomi tinkamais įvairiems konkretiems projektams, tačiau daugelyje vietų yra nustatytos ribos, kiek jų galima naudoti vienu metu, kol bus gauta daugiau poveikio aplinkai ataskaitų. Nors daugelis kenksmingų cheminių medžiagų, susijusių su anglies deginimu, susijungia su cementu, neaišku, ar ir kokiomis sąlygomis jos gali vėl pradėti išsiplauti.
Anglies deginimo pagrindai
Kai anglys ir atliekos deginamos elektrinėse, susidaro nedegus šalutinis produktas, vadinamas anglies pelenais. Du skirtingi pelenų dalelių tipai sudaro anglies pelenus: dugno pelenai, kurie kaupiasi anglies krosnių dugne, ir lakieji pelenai, kurie patenka į dūmtraukius, kai „skraido“ aukštyn ir tolyn. Didžioji dalis nedegios medžiagos yra lakieji pelenai, kurie kyla dūmų dujomis ir patenka į dūmtraukius bei kaminą. Šiuos likučius reikia reguliariai išvalyti ir išmesti. Vienas iš būdų, kaip šią medžiagą gali būti panaudotas pakartotinai, yra jos derinimas su kitomis medžiagomis, kad būtų sukurtas cementas.
Naudojimas betone
Vienas iš labiausiai paplitusių lakiųjų pelenų cemento naudojimo būdų yra kaip priedas betonui formuoti. Betonas tradiciškai gaminamas iš portlandcemenčio – miltelių pavidalo medžiagos, pagamintos iš malto klinkerio, kalcio sulfato ir kitų smulkių priedų. Klinkeris yra medžiaga, paprastai pagaminta iš kalkakmenio ir mineralų, kurie susmulkinami ir sumalami kartu, tada kaitinami. Pridedama kalcio sulfato, o klinkeris sumalamas į cemento miltelius. Procesas reikalauja daug energijos; jis turi didžiulį anglies pėdsaką ir sudaro maždaug 7–8 % kasmet išmetamo anglies dioksido.
Lakieji pelenai, daugiausia sudaryti iš silicio dioksido ir kalcio oksido, gali būti naudojami kaip portlandcemenčio pakaitalas arba kaip jo priedas. Medžiagos, sudarančios lakiuosius pelenus, yra pucolaninės, tai reiškia, kad jas galima naudoti medžiagoms surišti arba cementuoti. Pozolaninės medžiagos paprastai suteikia betonui patvarumo ir stiprumo.
Galimybė sumažinti užterštumą
Dažnai manoma, kad betonas, pagamintas iš lakiųjų pelenų, yra ekologiškas. Jis sujungia toksiškas chemines medžiagas, esančias lakiuosiuose pelenuose, taip, kad jos neužterštų gamtos išteklių. Naudojant žaliąjį betoną vietoj portlandcemenčio arba be jo, sunaudojama mažiau energijos, reikia mažiau invazinės kasybos ir sumažėja išteklių suvartojimas bei CO2 emisija.
Bendro poveikio aplinkai tyrimai
Nors dauguma pasaulio reguliavimo agentūrų, įskaitant JAV aplinkos apsaugos agentūrą (EPA), jų nelaiko pavojinga medžiaga, lakieji pelenai gali turėti didelį kiekį toksinių medžiagų. Buvo atvejų, kai į požeminį vandenį išsiplovė lakiieji pelenai, sukeldami vėžį, apsigimimus ir kitas sveikatos problemas. Daugelyje regionų nėra reglamentų ar stebėsenos reikalavimų įmonėms, kurios kuria ir šalina lakiuosius pelenus. Pelenai, kurie nėra naudojami gaminant tokius produktus kaip lakiųjų pelenų cementas, dažnai išmetami į sąvartynus ir apleistas kasyklas.
Šiuo metu nežinoma, ar cementas, pagamintas iš anglies deginimo šalutinių produktų, išplautų chemines medžiagas į orą ar žemę, ir yra labai mažai duomenų apie tai, kas gali nutikti ateityje, kai betonas, pagamintas iš anglies, atvės ir ardys. Kelios aplinkosaugos agentūros, tokios kaip EPA, Energetikos ir aplinkos projektavimo lyderystė (LEED) ir Kalifornijos aukšto našumo mokyklų bendradarbiavimas (CHPS), nustatė priimtino gyvsidabrio kiekio lakiųjų pelenų cemente naudojamuose lakiuosiuose pelenuose ribas. Tikimasi, kad apribojus kai kurias pavojingiausias chemines medžiagas, esančias lakiuosiuose pelenuose, galima sumažinti galimas problemas ateityje.