Учет экономических, экологических и энергетических факторов
Наиболее существенными факторами при определении целесообразности использования пуццоланов или промышленных отходов на практике являются экономические, которые первоначально составляются из стоимости погрузочно-разгрузочных работ, переработки и транспортировки. Однако должны быть рассмотрены и социальные выгоды от использования промышленных отходов. Например, создание отвалов на земле вызывает загрязнение воздуха, в то время как сброс отходов в пруды и реки может привести к высвобождению токсичных металлов, которые обычно присутствуют в небольших количествах. Доказано, что ионы многих токсичных металлов могут химически связываться в бетоне в гидроалюминат и сульфоалюминат кальция.
Для производства 1 т портландцемента затрачивается 7,4 млн. БТЕ. Поскольку зола-унос и зола рисовой шелухи обычно не требуют дополнительных затрат энергии перед использованием, ясно, что экономия от замены цемента этими добавками в бетоне будет пропорциональна количеству использованных добавок.
Доменный шлак должен быть высушен и размолот перед использованием. Подсчитано, что общие затраты энергии для этой цели составляют около 1/6 энергии, требуемой для производства цемента. Это даст существенный резерв для экономии энергии. Подсчитано, что при использовании смешанных цементов, содержащих портландцемент, чистый гипс и большие количества золы-уноса, золы рисовой шелухи или белой сажи, можно сэкономить до 75 % энергии, необходимой для производства цемента. В то же время эти материалы имеют такие показатели прочности и водонепроницаемости, что их можно применять во многих областях строительной индустрии. В ряде исследований показана экономическая целесообразность использования золы-уноса в качестве минеральной добавки в бетоне. Например, в бетоне, уложенном в плотину в Нормандии (72 тыс. м3), было использовано 10 тыс. т золы-уноса, что позволило сэкономить 6,6 тыс. т цемента и снизить затраты на 225 тыс. дол. Подобным же образом при сооружении атомной электростанции Ватте Бар можно сэкономить 825 тыс. дол., если использовать примерно 244,6 тыс. м3 конструктивного и массивного бетона, содержащего золу-унос, так как зола-унос позволяет сэкономить около 2,26 дол. на 1 м3 для конструктивного бетона и 2,61 дол. на 1 м3 для массивного бетона.