Pucolanska aktivnost

Mnoga su istraživanja pokazala određeni stupanj pucolanske aktivnosti pepela. Pucolanski materijal je, prema definiciji, silikatni i aluminatni materijal koji, u sebi, posjeduje malo ili nimalo cementne vrijednosti, ali koji će na mikrostrukturnoj razini uz prisutnost vlage kemijski reagirati s kalcijevim hidroksidom pri uobičajenim temperaturama i formirati spojeve koji posjeduju cementne karakteristike. Značajni sadržaji SiO2 i Al2O3 u pepelu upućuju na mogućnost primjene ovog materijala kao pucolanskog. Postoje brojne metode (direktne i indirektne) za određivanje pucolanske aktivnosti nekog materijala. Većina dosadašnjih istraživanja koristila je indirektne metode, odnosno zabilježeni su utjecaji zamjene dijela cementa s pepelom na beton (prije svega utjecaj na tlačnu čvrstoću). Uglavnom negativni utjecaji pripisuju se povećanim zahtjevima za vodom uslijed nepravilne morfologije čestica pepela (Donatello et al., 2013). Direktnim metodama Jamshidi et al. (2011) je odredio pucolansku aktivnost pepela od 37,86%, dok je Fontes et al. (2004) dobio 70,53%.

Trojni dijagram Keil–Rankin-a CaO–SiO2–Al2O3 i pozicija pepela dobivenog spaljivanjem mulja s UPOV (Chen et al., 2013)
Trojni dijagram Keil–Rankin-a CaO–SiO2–Al2O3 i pozicija pepela dobivenog spaljivanjem mulja s UPOV (Chen et al., 2013)

Cement ima značajnije veće pucolanske aktivnosti od ostalih vezivnih materijala, a posebno kada se koriste nus-proizvodi drugih industrija (leteći pepeo iz termoelektrana, zgura iz čeličana i sl.). Danas postoje razne metode aktiviranje slabije aktivnih veziva, od kojih su najčešće kemijska aktivacija kemikalijama poput NaOH, KOH ili Na2O3Si, te se na taj način dobivaju tzv. geopolimeri. S obzirom da su određeni kemijski aktivatori izuzetno korozivni te se postavljaju pitanja vezano za sigurnost radnika, trend je korištenje manje agresivnih materijala za aktivaciju ili korištenje manjeg udjela cementa. Na jednaki način kao što se aktiviranjem povećava reaktivnost letećeg pepela ili zgure, potrebno je pronaći optimalnu metodu aktivacije pepela nastalog termičkom obradom mulja. Reaktivnost lokalno dostupnog pepela iz mulja potrebno je promatrati s aspekta mikrostrukture, kemijskog i minerološkog sastava te same pucolanske aktivnost i to pri različitim uvjetima termičke obrade, dodavanja različitih dodataka u procesu termičke obrade i tijekom miješanja u betonu.