06/05/2014 - Biomasseverbrennungsasche, eine Alternative zu Zement bei der Herstellung von Bausteinen

Menéame

Forscher der Polytechnische Hochschule Linares  (EPSL) der Universität Jaen (UJA) haben die Durchführbarkeit der Verwendung von Asche aus dem Verbrennung von Biomasse, als Alternative zu Zement bei der Herstellung von Bausteinen.

Nach einer Analyse der physikalischen, chemischen und mineralologischen Eigenschaften kommen die Wissenschaftler zu dem Schluss, dass die Qualitäten der hergestellten Produkte sie zu einer nachhaltigen Alternative als Baumaterial machen, da sie einen Abfall aus Kraftwerken wiederverwenden.

Dies ist aus der Studie mit dem Titel 'An evaluation of bottom ash from plant biomass as a replacement for cement in building blocks' und veröffentlicht von der Zeitschrift Heizöl.

Zur Bestimmung der Verwendung von Asche als Baumaterial haben die Forscher die Auswirkungen bewertet, die der Zusatz verschiedener Mengen von Asche (von 10 bis 90 Prozent) auf die physikalischen, chemischen, mechanischen und mineralologischen Eigenschaften von Proben hat, die durch die teilweise Substitution von Portland Zement durch Biomasseasche gewonnen werden, sowie die Untersuchung ihrer möglichen Umweltauswirkungen.

Die Experten haben die Asche aus der Verbrennung eines Biomassemixes, d. h. aus einer Mischung aus Oryxillo und landwirtschaftlichen Abfällen (Oliventopf, Reben und Obstbäumen) und Energiepflanzen (Schop), verwendet. "Diese Pflanzenbasis erzeugt zwei Arten von Asche, eine, die in der ersten Verbrennungskammer verbleibt und an der Unterseite des Kessels als Bodenasche oder feuchte Schlacke abgelagert wird, und eine andere Art, die aus den Partikeln besteht, die von den Verbrennungsgasen gezogen und in Filtern abgelagert werden. Es ist die fliegende Asche," erklärt einer der für die Studie verantwortlichen Forscher, Bartolomé Carrasco Hurtado von der Universität Jaén. Bislang wird die fliegende Asche normalerweise als Dünger für die Kulturen verwendet, während die Hintergrundasche entfernt und auf der Deponie endet. Die Experten weisen jedoch darauf hin, dass die Studie mit der Studie bessere Ergebnisse zeitigt. "Die fliegende Asche enthält einen hohen Kalium- und Chlorgehalt, der die Haltbarkeit der gewonnenen Materialien ernsthaft beeinträchtigen kann. Darüber hinaus können sie langfristig zu Expansionsproblemen führen," erklärt der Forscher.

Die Wissenschaftler haben sich daher auf die Asche im Boden konzentriert, da sie den Baustoffen bessere Eigenschaften verleihen und nicht wiederverwendbar sind. "Jetzt sind sie eine Ausgabe, da sie von der Anlage entfernt und auf die Deponie verlegt werden müssen. Es gibt kaum Studien, die sich auf diese Art von Asche aus einer Biomasse-Mischung konzentrieren. Die Verwendung von Flugasche wurde bereits mit Einsatzmöglichkeiten bei der Gewinnung von Beton und Beton untersucht, doch sind die Grundmaterialien in den Untersuchungen wegen der unterschiedlichen Materialien, aus denen sie stammen, nicht ausreichend vorhanden." Die Experten weisen auf die Vorteile eines Prozesses hin, der alternative Baumaterialien erforscht und die Abfallproduktion reduziert. "Wir suchen nach neuen Formeln, die die Möglichkeiten der Verwertung von Nebenprodukten industrieller Prozesse umfassen, die den konstruktiven technischen Anforderungen im Rahmen einer nachhaltigen Entwicklung gerecht werden können," betont er.

Muster von Blöcken mit Asche und Zement (Digitales Blatt - UJA)

Von der Biomasse zum Block

Der Prozess der Umwandlung von Asche aus der Verbrennung von Biomasse in Baublöcke beginnt in Kraftwerken. Sie werden in ein paar Fässern gesammelt und getrocknet, da die Bodenasche im Prozess ihrer Extraktion befeuchtet wird.

Aufgrund der Vielfalt seiner Größe ist es notwendig, die Materialien, die es integrieren, zu reduzieren. Die Forscher zerkleinern die Mischung, um das Korn bis zu 100 μm zu reduzieren. "Je kleiner die Reaktivität mit den anderen Materialien ist, desto größer wird sie sein," sagt er. Der nächste Schritt ist, sie mit Wasser zu mischen, um die Reaktion zwischen dem Silica in der Asche und dem Kalziumhydroxid zu auslösen, das bei der Hydratation des Zements entsteht, der zu zentrierenden Produkten führt. "Dann schlagen wir ihn und führen die Mischung in eine Form ein, die wir unter Druck setzen. Dann heilen wir ihn im Wasser, um diese Reaktion 28 Tage lang zu fördern," betont er.

Die gewonnenen Produkte werden unter verschiedenen nationalen und internationalen Normen einem breiten Testbereich unterzogen, der u. a. die Absorption und Absaugung von Wasser, die Druckfestigkeit, die Widerstandsfähigkeit gegenüber Gefrier-Entfrostungszyklen, Porosität, Wärmeleitfähigkeit, mineralologische und mikrostrukturelle Untersuchungen sowie Studien zur Messung ihrer möglichen Umweltauswirkungen umfasst. "Wir haben alle Proportionen von Komponenten getestet und die besten Eigenschaften sind die Mischungen, die die Hälfte von Portland Zement und die Hälfte von Asche enthalten. Der Rest, bei mehr als 50% Aschenzugabe, wird beim Einfrieren und Auftauen abgeschmolzen und abgeschnitten."

Die Experten messen die möglichen Umweltauswirkungen des daraus resultierenden Materials. "Wir reduzieren den Block zu Staub und analysieren seine Zusammensetzung von Schwermetallen. Unsere Studien deuten darauf hin, dass sie nicht über die Werte hinausgehen, die durch die Vorschriften festgelegt werden."

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Universität Jaen

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