廃棄物溶融スラグ利用コンクリートの性能評価とその水域環境修復への適用に関する研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15360231
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Kagawa University
• Principal Investigator: 堺 孝司 香川大学, 工学部, 教授 (20002206)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉田 秀典 香川大学, 工学部, 助教授 (80265470) ; 末永 慶寛 香川大学, 工学部, 助教授 (00284349)
• Keywords: 溶融スラグ / コンクリート / 強度 / 耐久性 / スラグ基質 / 水域環境修復 / 超音波 / 伝播速度

Research Abstract

本研究は、(1)溶融スラグを用いたコンクリートの材料・力学的性質、(2)溶融スラグコンクリートを用いた環境回復、及び(3)超音波数値解析による溶融スラグ混入コンクリートの性能評価からなる。
先ず、都市ごみ・豊島廃棄物の溶融スラグに関する物理・化学的性質について基本的な検討を行った。スラグの物理・化学的性質としては、何れもコンクリート用細骨材として利用できることがわかった。また、溶融スラグ混入コンクリートのフレッシュ・強度・耐久性等に関する基本的検討を行い、一般的なコンクリートと同等な性能を確保できることを明らかにした。溶融スラグの磨砕の効果についても検討し、磨砕が単位水量を減少させることがわかった。また、鉄筋コンクリート梁の曲げ試験により、終局耐力及びひび割れ幅についての基本的特性を明らかにした。
次に、スラグを利用した基質と既存の骨材を利用した基質を海域に設置し、餌料生物着生量を計数した。スラグ混入基質の方が質重量で約7倍の着生量となることがわかった。基質周辺の魚類の蝟集量も増加していることが観察され、スラグの有効性が明らかになった。また、両基質をアオコ発生が顕著なため池水に浸漬させる試験の結果、スラグ混入基質の方が、CODについては1.6倍、全窒素については6.7倍の速度で減少し、高い浄化機能を有することが確認された。
超音波によるコンクリートの数値解析については、先ずコンクリートを骨材とモルタル及び界面の3つに分けた3次元解析の有効性について検討した。また、粗骨材の代わりにガラス玉を用い、人工界面をロウで疑似したコンクリートモデル供試体を作成し超音波伝播速度を測定し、数値解析の結果から人工界面の特性を逆解析により求めた。

Research Products

• [Publications] 松家武樹, 堺孝司, 山地功二, 他: "都市ごみ溶融スラグを用いた鉄筋コンクリート部材の力学的特性"コンクリート工学年次論文集. Vol.25 No.2. 379-384 (2003)
• [Publications] 高橋千栄子, 宮川昌志, 堺孝司, 他: "漁場造成適地選定システムに関する研究"海環境と生物および沿岸環境修復技術に関するシンポジウム論文集. 第4回. (2004)