取代水泥的永續材料——飛灰

剖析混凝土的組成結構，主要為水泥漿體與粗細粒料的結合。飛灰被分類為卜作嵐材料，主要成分包含：二氧化矽、氧化鐵、氧化鋁、氧化鈣。卜作嵐材料包含有三：飛灰、爐石、矽灰，其主要功能為在水泥的硬化過程中進行卜作嵐反應。卜作嵐反應使得水泥的硬化過程變得較為緩慢，化學反應熱降低。隨著長時間的養護，混凝土中的孔隙以及漿體粒料之交界面逐漸被卜作嵐材料膠結而填充，大大提高了混凝土的強度與致密度，同時也增加了混凝土的抗侵蝕能力與耐久性。

 由于飛灰的比重相較于水泥來得低，我們在制作混凝土時，若將部分的水泥用量以等重的飛灰取代，拌和混凝土時會得到較多的漿體量。同時飛灰顆粒形狀呈球型、表面潔凈，在拌和過程中有良好的黏結性及可塑性，讓施工更加順利。飛灰取代水泥也能降低水泥硬固化所需的水量，以較低的水灰比，制得高強度的混凝土。依照飛灰特性與效益，在營建工程上，適合用于壩體建造或是港灣等工程，低反應熱避免因溫度變化差異產生結構體裂縫，能抵御海水、鹽類的侵蝕。在建筑材料方面，可減少材料用量、降低成本，具有良好工作性、質輕、防火、抗侵蝕等特性。

從環境永續發展的觀點，現今水泥的制造伴隨著可觀的溫室氣體排放量，工廠生產一噸的水泥約排放出一噸的二氧化碳。而飛灰為燃煤工業之副產物，回收再利用，確實達到節能減碳、降低空氣污染之目標，對于環境有相當正面的影響。目前各國也多有以飛灰作為工程材料再利用的措施。以2008年美國為例，燃煤發電廠飛灰的年產量約有1.3億噸，重新使用率為43%。2000年之后的臺灣臺電公司每年飛灰產量約170萬噸，重新使用率達88%。而在飛灰的使用與品質篩選上，也有許多要注意的地方，應須依據規范，使用品質合格的飛灰以及合宜的配比、正確的施工流程，避免建物結構有安全上之疑慮。