Študij hidravličnih lastnosti pepelov iz različnih termičnih procesov in izboljšanje njihove reaktivnosti za uporabo kot imobilizacijski aditiv

Elektrofiltrski pepeli, pepeli z rešetk in ciklonski prahovi predstavljajo ostanke čiščenja plinov v visokotemperaturnih procesih v industriji in energetiki. S postopnim zmanjševanjem rabe fosilnih goriv (strategija Celovitega nacionalnega energetskega in podnebnega načrta) se količina nastalega pepela pri kurjenju premoga sicer zmanjšuje, povečuje pa se količina mešanih pepelov in pepelov iz sežiga biomase. Gradbeništvo predstavlja potencialno pomemben segment na področju recikliranja pepelov z vidika njihovih lastnosti in porabe velikih količin materiala, še posebno na področju zemeljskih del. Med drugim se tako določeni tipi pepelov reciklirajo kot učinkovito sredstvo za imobilizacijo težkih kovin, ki istočasno tudi izboljšajo geotehnične lastnosti remediiranih materialov, saj imajo funkcijo alternativnega veziva. Ker imajo številni pepeli visoko uporabno vrednost, po drugi strani pa pepeli predstavljajo ene od bolj kompleksnih antropogenih materialov, je potreba po detajlni karakterizaciji vsakega posameznega pepela pred uporabo nujna. Za oceno potenciala recikliranja pepelov je potrebno poleg mikrostrukture, mineraloške in kemijske sestave ter vpliva na okolje, natančno opredeliti tudi njihovo hidravlično reaktivnost Pomembna karakteristika večine pepelov je, da predstavljajo (latentno) hidravlični material, ki ga v glavnem predstavlja steklasta faza v njihovi kompleksni sestavi. Dokazano je, da reaktivnosti pepelov ni možno določiti samo na podlagi njihove celokupne kemijske in fazne sestave. Analize pepelov z zelo podobno kemijsko in mineralno sestavo so namreč pokazale velike razlike v lastnostih/obnašanju kompozitov, v katerih so bili vgrajeni. Reaktivnost pepelov je odvisna predvsem od karakteristik steklaste faze. Cilj predlaganega projekta je detajlno karakterizirati pepele iz različnih termičnih procesov. Enega izmed ključnih sklopov tega projekta predstavlja detajlna karakterizacija steklaste faze pepelov, ki predstavlja glavno komponento večine pepelov. Dejstvo je, da za korelacijo med hidravlično aktivnostjo pepelov, njihovo celokupno sestavo in fizikalnimi lastnostmi ter tipom steklaste faze primanjkuje eksperimentalnih dokazov. Na podlagi detajlne analize pepelov bomo raziskali potenciale za zvišanje stopnje reaktivnosti (aktivacija) tistih pepelov z nižjo stopnjo reaktivnost (in tistih ki so tretirani kot nereaktivni) v dvokomponentnem sistemu z uporabo dodatnega recikliranega materiala. Na fenomenološki ravni bi z izvedbo projekta definirali potek hidratacije raziskovanih pepelov z dvema različnima količinama vode in poiskali korelacije s stopnjo hidratacije, vrstami hidratacijskih produktov, tipom steklaste faze in mehansko‐ fizikalnimi lastnostmi kompozitov iz pepelov. Predlagane metode dela zajemajo širok nabor naprednih komplementarnih analitskih metod, hkrati pa vključujejo raziskave predpisane s standardi. Z izvedbo projekta bi povečali stopnjo recikliranja in uporabno vrednost pepelom in pomembno prispevali k trajnostni rabi naravnih virov in razvojem nizkoogljične in krožne ekonomije. Pridobljeno znanje bi omogočilo izdelavo gradbenih kompozitov, narejenih ciljno (in ne zgolj na podlagi empiričnih podatkov) po meri predvidene uporabe v zemeljskih delih.