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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

研究課題

研究課題/領域番号 16H04391
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 土木材料・施工・建設マネジメント
研究機関鹿児島大学

研究代表者

山口 明伸  鹿児島大学, 理工学域工学系, 教授 (50305158)

研究分担者 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)
研究協力者 袖山 研一  
塚本 翔悟  
米盛 直樹  
吉村 幸雄  
福永 隆之  
馬庭 秀士  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
16,120千円 (直接経費: 12,400千円、間接経費: 3,720千円)
2018年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2017年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2016年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
キーワード木質バイオマス燃焼灰 / 無害化処理 / 再資源化 / ポゾラン材料 / Gehlenite / 木質系バイオマス燃焼杯 / 無害化 / 複合材料・新材料 / 産業廃棄物の有効利用 / バイオマス燃焼灰 / 六価クロム / 建設材料 / セレン
研究成果の概要

燃焼灰のコンクリート用混和材としての活用方法や、人工軽量骨材としての活用方法、さらに、焼成時に酸化アルミニウム等を添加することで反応鉱物を含有した新たな機能性人工軽量骨材を製造する方法を確立した。さらに、これらのバイオマス燃焼灰を再資源化した材料を単独あるいは他の材料(シラスやメタカオリン等)と複合的に用いることで、コンクリートの遮塩性を向上させ、特に海洋構造物の耐久性を改善する効果があることを明らかとし、燃焼灰の再資源化システムのモデルを提示することができた。
なお、本研究での検討を踏まえ、特許出願中の「人工原料の製造方法、人工原料、及び粉体組成物」に対する審査請求手続きを行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

再生可能エネルギーとして積極的活用が期待されている木質バイオマス発電技術であるが、大量に発生する燃焼灰の活用方法は未だ限定的であり、多くは産業廃棄物として処理される。しかも、燃料である木質ペレットの原料種類や製造過程、または発電設備性能によっては、排出される燃焼灰に高濃度な有害化学物質が含まれることも懸念されている。本研究の最も大きな成果は、この燃焼灰を無害化するだけでなく、新たな機能を有する建設材料として再生させるための複数の手法を構築、提案した点にあり、バイオマス発電における新しい資源循環システムに繋がることが期待される。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (4件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] 木質系バイオマスボイラー燃焼灰の混和材利用に関する基礎的検討2018

    • 著者名/発表者名
      堀江亮介、武若耕司、山口明伸、福永隆之
    • 雑誌名

      日本コンクリート工学年次論文報告集

      巻: 40 ページ: 1941-1946

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 木質系バイオマスボイラー燃焼灰の混和材利用に関する基礎的検討2018

    • 著者名/発表者名
      堀江亮介,福永隆之,山口明伸,武若耕司
    • 雑誌名

      日本コンクリート工学会年次論文報告集

      巻: Vol.40

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 木質系バイオマスボイラー燃焼灰の混和材利用に関する基礎的検討2019

    • 著者名/発表者名
      堀江亮介、武若耕司、山口明伸、福永隆之
    • 学会等名
      コンクリート工学年次大会2018(神戸)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] シラスの微粒分がコンクリートの遮塩性に及ぼす影響について2019

    • 著者名/発表者名
      井上衛、武若耕司、山口明伸、審良善和、小池賢太郎、里山永光
    • 学会等名
      平成30年度土木学会西部支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 国産メタカオリン含有人工ポゾランを使用したコンクリートの各種性能2019

    • 著者名/発表者名
      延岡あかり、審良善和、武若耕司、山口明伸、小池賢太郎、堀江亮介、福永隆之
    • 学会等名
      平成30年度土木学会西部支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 木質系バイオマスボイラー燃焼灰のコンクリート混和材としての利用に関する基礎的検討2017

    • 著者名/発表者名
      堀江亮介・山口明伸・武若耕司・審良善和・小池賢太郎・福永隆之
    • 学会等名
      土木学会西部支部研究発表会
    • 発表場所
      佐賀大学本庄キャンパス(佐賀県・佐賀市)
    • 年月日
      2017-03-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.oce.kagoshima-u.ac.jp/~concrete/main/home.htm

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [産業財産権] 人工原料の製造方法、人工原料、及び粉体組成物2016

    • 発明者名
      山口明伸、袖山研一、他
    • 権利者名
      鹿児島大学、鹿児島県
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2016-183422
    • 出願年月日
      2016-09-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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