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Study on mass utilization of fly ash as an environmentally conscious material for concrete materials

Research Project

Project/Area Number 21K04362
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 23010:Building structures and materials-related
Research InstitutionMeijo University

Principal Investigator

道正 泰弘  名城大学, 理工学部, 教授 (20734867)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywordsフライアッシュ / 混和材 / コンクリート / 細骨材置換 / 高炉スラグ微粉末 / 環境性 / 資源循環性 / セシウム / 強度寄与率 / 中性化 / 環境性能 / ポゾラン反応 / 圧縮強度 / 鉄筋腐食 / 放射性物質溶出抑制
Outline of Research at the Start

2011年3月11日の東日本大震災以降,火力発電への依存率は増加している。従って,石炭火力発電の副産物である石炭灰の一種:フライアッシュ(FA)の排出量増加が予測される。FA増加対応策の一つとして,環境負荷低減が期待できるコンクリート用混和材等としての普及拡大が挙げられる。また,混和材等への利用は,ポゾラン反応による長期強度の増進等,コンクリート性能向上が確認されている。本研究は,FAを利用するコンクリートの安定的な利用拡大と大量利用の実現を目的に①強度寄与率に関する検討,②中性化と鉄筋腐食に関する検討,③放射性物質(セシウム:Cs)溶出抑制に関する検討を行う。

Outline of Annual Research Achievements

1.フライアッシュコンクリートの資源循環性評価に関する検討:フライアッシュ(FA)の使用がコンクリートの環境性能に及ぼす影響を評価することを目的に,文献調査により,FAがコンクリートの性能に及ぼす影響について確認し,資源循環性の評価方法を検討した。その結果,FA総体積とコンクリートの性能の関係からFAの使用量によるコンクリートの性能への影響を整理することで,性能改善効果を定量化し,資源循環性をコンクリートの配(調)合から評価できることが明らかとなった。
2.環境配慮型コンクリートの基礎的性能に関する検討:カーボンニュートラルの実現のため,低炭素性に寄与する高炉セメントB種(BB)およびFAを大量使用した環境配慮型コンクリートの利用拡大を目的に,フライアッシュII種(FAII)をセメント置換(内割),細骨材の一部に置換(外割),内割と外割の併用,BBとFAIIの外割を併用したコンクリートの基礎的性能について検討を行った。その結果,BBやFAIIを大量使用した環境配慮型コンクリートは,中性化については配慮が必要であるが,構造用コンクリートとして適用が可能であり,FAIIはコンクリート用混和材として利用拡大が期待できることが明らかとなった。
3.放射性物質溶出抑制に関する検討:東日本大震災に伴う福島第一原子力発電所事故により,発電所構内には多くの低レベル放射性物質に汚染された廃棄物が発生している。これら放射性廃棄物のなかで特に大量に発生しているのが汚染コンクリート塊であり,汚染核種としてはセシウム(Cs)が支配的となっている。本検討は,Csのコンクリートへの長期的な封じ込めを目的に,汎用的な混和材であるFA,高炉スラグ微粉末(GGBFS)の使用によるセメント硬化体からのCs溶出抑制効果について検討を行った。その結果,FA,GGBFSは一定量以上の置換により,セメント硬化体の緻密化とCsの吸着効果による溶出抑制が可能であることが明らかとなった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

COVID-19の影響はほとんど受けず,順調に推移した。

Strategy for Future Research Activity

予定通り実施する。

Report

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

    (11 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results) Presentation (6 results)

  • [Journal Article] フライアッシュを使用するコンクリートの資源循環性評価に関する検討2023

    • Author(s)
      道正泰弘,錦木健二
    • Journal Title

      コンクリート工学年次論文集

      Volume: 45 Pages: 124-129

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 強度寄与率を用いたフライアッシュコンクリートの配(調)合設計2022

    • Author(s)
      Dao Thi Phuong,道正泰弘,錦木健二,峯秀和
    • Journal Title

      コンクリート工学年次論文集

      Volume: 44 Pages: 142-147

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Performance improvement of recycled aggregate concrete using fly ash and Portland blast-furnace slag cement2022

    • Author(s)
      Duc Nguyen Anh, Yasuhiro Dosho, Huynh Nguyen Van, Akio Ogawa
    • Journal Title

      Journal of Materials and Engineering Structure

      Volume: 9 Pages: 547-555

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 強度寄与率を用いたフライアッシュコンクリートの配(調)合設計2022

    • Author(s)
      DAO THI PHUONG,道正泰弘,錦木健二,峯秀和
    • Journal Title

      コンクリート工学年次論文集

      Volume: 44

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 強度寄与率を用いたフライアッシュコンクリートの調合設計法2021

    • Author(s)
      道正泰弘
    • Journal Title

      コンクリートテクノ

      Volume: 40 Pages: 59-65

    • NAID

      40022760464

    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 災害時に発生したコンクリート塊の混和材を用いた再資源化2023

    • Author(s)
      村上一夫 , 道正泰弘 , 山本武志 , グエン ヴァンフィン
    • Organizer
      セメント技術大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] フライアッシュを使用するコンクリートの資源循環性評価に関する検討2022

    • Author(s)
      道正泰弘,山岸英輝,本間大輔,野口貴文
    • Organizer
      日本建築学会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 混和材による低品質再生骨材を用いたコンクリートの品質改善 (その1.調合およびフレッシュ性状)2022

    • Author(s)
      小川陽生,道正泰弘,Nguyen Anh Duc,Nguyen Van Huynh
    • Organizer
      日本建築学会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 混和材による低品質再生骨材を用いたコンクリートの品質改善 (その2.硬化性状)2022

    • Author(s)
      Nguyen Van Huynh,道正泰弘,Nguyen Anh Duc,小川陽生
    • Organizer
      日本建築学会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 混和材による低品質再生骨材を用いたコンクリートの品質改善 (その3.性能評価および調合設計)2022

    • Author(s)
      Nguyen Anh Duc,道正泰弘,Nguyen Van Huynh,小川陽生
    • Organizer
      日本建築学会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] フライアッシュを使用したコンクリートの調合設計法2021

    • Author(s)
      錦木健二, 道正泰弘, 峯秀和, DAO THI PHUONG
    • Organizer
      日本建築仕上学会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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

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