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木質バイオマス灰をジオポリマーに利用した際の強度・耐久性に関する基礎的研究

Research Project

Project/Area Number 21K14226
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 22010:Civil engineering material, execution and construction management-related
Research InstitutionMatsue National College of Technology

Principal Investigator

周藤 将司  松江工業高等専門学校, 環境・建設工学科, 准教授 (00726292)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2023: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords木質バイオマス灰 / ジオポリマー / コンクリート / 強度 / 流動性 / モルタル / 産業廃棄物
Outline of Research at the Start

近年,エネルギー自給率の向上などの観点から,木質バイオマス発電への期待が高まっている.しかし,木質バイオマス発電で生じる飛灰(木質FA)は,現時点では有効な利用方法が確立されていない.本研究では,木質FAがジオポリマーの一般的な材料として認知されることを目指し,木質FAが混合されたジオポリマーモルタル,ジオポリマーコンクリートの優位性を明示することを目的とする.また,研究事例が少ないジオポリマーコンクリートの耐久性に関する試験を実施し,ジオポリマーの研究を発展させるために必要な基礎的データの収集も行う.

Outline of Annual Research Achievements

木質バイオマス発電によって生じる焼却灰(木質BA)を用いてジオポリマーコンクリートを作製し,各種の試験を行った.ジオポリマーコンクリートの配合は,活性フィラーにフライアッシュ(石炭FA)と高炉スラグ微粉末を用いるものとし,石炭FAの一部を木質FAに置き換えて試験を行った.試験では複数の発電所で排出された木質BAを用意し,昨年度までの研究成果をもとに,木質BAの置換率は10,20%としてコンクリートによる試験を行った.
異なる発電所から排出された木質BAであっても,コンクリートの混用した際のフレッシュ性状(流動性)に違いは確認されなかった.ただし,木質BAの置換率が20%の配合では,流動性が低下する傾向が確認された.この点は,モルタルでは確認されなかった傾向である.
強度発現については,木質BA10%の配合と比較して20%置換の配合の方がやや有利な傾向が確認された.また,使用した木質BAの違いによる比較を行うと,シリカ成分が多い灰ほど強度発現性が高い傾向が確認された.しかし,この結果については精査が必要であると考えている.特に,モルタルによる検討では,カルシウム成分の含有量と強度発現性に傾向が確認されており,傾向の確認を行う必要がある.
圧縮強度と割裂引張強度の相互関係を見ると,使用した木質BAの違いによる傾向の違いは確認されず,同様の線形の関係が確認された.木質BAを使用しない配合の供試体の結果と比較しても同様の結果であった.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

予定通り,モルタルからコンクリートへの検討に移行できている.
耐久性に関する検討のみやや遅れている.

Strategy for Future Research Activity

耐久性に関する検討を行う.中性化と凍結融解抵抗性の評価を行う予定である.

Report

(3 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] 木質バイオマス燃焼灰を活用した植栽基盤ポーラスコンクリートの開発に向けた基礎検討2022

    • Author(s)
      鈴木麻里子,長谷川雄基,小出健人,周藤将司
    • Journal Title

      コンクリート工学年次論文集

      Volume: 44 Pages: 1138-1143

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 湿式動圧ろ過装置により改質したフライアッシュを混和したコンクリートの品質向上に関する研究2022

    • Author(s)
      高田龍一,神門誠,宮本将太,周藤将司
    • Journal Title

      コンクリート工学年次論文集

      Volume: 44 Pages: 100-105

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 木質バイオマス焼却灰のジオポリマーへの利用2021

    • Author(s)
      周藤将司
    • Journal Title

      アグリバイオ = Agricultural biotechnology

      Volume: 5(10) Pages: 879-881

    • NAID

      40022700373

    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 湿式動圧ろ過装置によって改質されたフライアッシュを混和したモルタルの強度発現性に関する基礎的研究2023

    • Author(s)
      周藤将司,高田龍一,神門誠,小川由布子
    • Organizer
      第74回土木学会中国支部研究発表会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 木質バイオマス灰の化学成分とジオポリマーモルタルの強度特性の関係2023

    • Author(s)
      周藤将司
    • Organizer
      第78回土木学会年次学術講演会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] バイオマス灰を混用したジオポリマーモルタルの基礎物性2022

    • Author(s)
      周藤将司,波多優,伊藤大悟
    • Organizer
      第71回農業農村工学会大会講演会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] ジオポリマーコンクリートにおける機械的性質の相互関係2022

    • Author(s)
      周藤将司,伊藤大悟,石原孔
    • Organizer
      第77回土木学会年次学術講演会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] ジオポリマーモルタルの機械的性質に関する研究2021

    • Author(s)
      伊藤大悟,周藤将司,石原孔
    • Organizer
      第70回農業農村工学会大会講演会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2024-12-25  

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