2017 Fiscal Year Annual Research Report
木質バイオマス燃焼灰の無害化技術の開発と建設材料としての再資源化システムの提案
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16H04391
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| Research Institution | Kagoshima University |
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Principal Investigator |
山口 明伸 鹿児島大学, 理工学域工学系, 教授 (50305158)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
武若 耕司 鹿児島大学, 理工学域工学系, 教授 (10155054)
木村 至伸 鹿児島大学, 理工学域工学系, 准教授 (10363607)
審良 善和 鹿児島大学, 理工学域工学系, 准教授 (60639376)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 木質バイオマス燃焼灰 / 六価クロム / 無害化 / 再資源化 / 建設材料 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
＜課題1＞再資源化の観点からみたバイオマス燃焼灰の特性評価（1-3 再資源化としての評価分類）：複数の木質バイオマス燃焼灰を入手し，その特性の違いについて検討した結果，生成プロセスに応じて，カルシウム，アルミナ，シリカの3成分のバランスが相当程度異なることが分かった。またXRDによって非晶質部分の存在が確認され，FT-IRによってセメント水和物とのポゾラン反応によるC-S-Hの生成が認められた。これらの化学分析の結果からコンクリート用混和材としての有効性が高まった。
＜課題2＞燃焼灰の特性に応じた無害化処理法の開発（2-3 燃焼灰の特性に応じた無害化処理法の開発）：六価クロム溶出試験においては，環境省の土壌環境基準の指針（環告13号）の条件よりも粉砕度を上げ，粒径150μmの微粉砕試料を用いる，過酷な条件で再度確認試験を行った。その結果からも，セメントに混合することで基準を満足できることが確認された。なお，焼成体への加工方法については，＜課題1＞の結果を受けて，化学成分に応じた添加材料および焼成温度の検討を引き続き継続中である。
＜課題3＞再資源化された燃焼灰の建設材料への適用性（3-1 燃焼灰を用いたコンクリートの基本物性の評価）：燃焼灰を使用したコンクリートの強度試験は，いずれの配合も材齢182日まで強度は増加傾向に見られたが，それ以降は同程度の強度となった。また，電気泳動試験では，燃焼灰を置換することにより実行拡散係数が低減することが確認され，耐久性への効果が期待できることが分かった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初予定していた計画に沿って研究を進めている。平成29年度を目途としていた「再資源化の観点から見たバイオマス燃焼灰の特性評価」ならびに「燃焼灰に応じた無害化処理法の開発」のいずれについても，これまでに収集した実験データから，基本的な考え方を整理することができた。なお「再資源化された燃焼灰の建設材料への適用性」については，最終年度までの継続を予定している。
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| Strategy for Future Research Activity |
＜課題3＞再資源化された燃焼灰の建設材料への適用性については，生成プロセスによって特性が異なるバイオマス燃焼灰の評価分類を，「環境影響度」と「材料特性」の少なくとも二つの観点から整理すべきであることが分かった。前者は，有害物質の含有量と無害化処理の効果とのバランスを踏まえて評価する。後者は，物理的特性に加えて，カルシウム，アルミニウム，シリカの三成分表による簡易的な分類手法とそれに応じた効果的な活用方法を検討する。
これらの成果を取り纏め，バイオマス燃焼灰を活用した新しい再資源化システムを提案することを試みる。
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