| 研究課題/領域番号 |
22K04322
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分22030:地盤工学関連
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| 研究機関 | 福岡大学 |
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研究代表者 |
佐藤 研一 福岡大学, 工学部, 教授 (20235336)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | 木質バイオマス灰 / 再生砕石 / 初期固化処理土 / 強度試験 / 溶出試験 / 長期耐久性 / 屋外カラム試験 / 再生砕石工場 / 材料・環境安全性 / 材料強度評価 / 脱炭素社会 / SDGｓ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
脱炭素社会・SDGｓの実現ために木質バイオマス発電所の建設が積極的に進められ稼働している。発電所から排出される産業廃棄物である灰は、年々排出・処分量が増加しており、その処分は社会問題となっている。本研究では、この灰にセメント固化処理・養生・解砕処理を施し、再生砕石として路盤材等の土木資材としての積極的な活用とばいじんに利用による炭素固定化を目指している。木質系バイオマス灰は、灰の重金属含有量や粒径などの性状が安定していないため、再生砕石の有効利用促進のために灰の処理・管理手法、特に環境安全性の視点から長期的な材料評価を行い、品質の確保と長期耐久性について明らかにすることを目的としている。
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| 研究実績の概要 |
木質バイオマス灰を用いた再生砕石の基本性状を調べるために設定した研究目的において次のような実績をあげた。
①中間処理施設に持ち込まれる灰の性状把握と品質管理手法の提案では、熊本県と千葉県にあるバイオマス灰を含むばいじんによる再生砕石工場に訪問し、再生
砕石の製造プラントから原材料の灰とその再生砕石を入手し、その物性等を調べた。その結果、原料となる灰の種類により、同じ固化材料であっても再生砕石の強度特性がことなることが明らかになった。また、再生砕石からの重金属類の六価クロム等の溶出があることも分かった。
②木質系バイオマス灰による再生砕石の材料・環境安全性の検討について、a)破砕前の初期固化材料固化特性と再生砕石の基本性状の把握とb)性状の異なる木質系バイオマス灰の影響では、大分県と高知県のバイオマス発電所から排出される木質バイオマスを用いて、初期固化処理土および再生砕石の基本性状を調べた。その結果、建設廃材などを混焼している場合と間伐材のみを焼却している場合では、再生砕石の強度・溶出特性に大きな違いが生じることが明らかとなった。
c)の再生砕石の環境安全性の把握と長期耐久性の検討では、b)の検討で用いた2種類の灰と再生砕石を用いて環境安全性の評価を行い、燃焼物に建設廃材を混合している灰から固化材および添加剤の配合量の変化において鉛・六価クロムの溶出が確認された。また、これらの再生砕石の長期耐久性の確認のための供試体の作製ならび屋外カラム試験への材料充填を行い、実験を開始した。
d)の利用用途による材料強度の簡易評価方法の提案では、利用用途による材料強度の簡易評価方法を行うための計画していた小型FWDを購入し、簡易測定を行った結果、小型FWDを用いて、路盤材としての強度判定ができることを確認した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
計画書に記載した計画内容に沿って、概ね順調に研究成果が得られ、今年度の研究の実施にむけての課題が明確になっているため。
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| 今後の研究の推進方策 |
2024年度は、最終年度にあたり、①中間処理施設に持ち込まれる灰の性状把握と品質管理手法の提案では、日本にある木質バイオマスの発電所数カ所に訪問するとともに灰排出業者の現状と課題を探り、灰の品質が再生砕石に及ぼす影響を明確化する。
②木質系バイオマス灰による再生砕石の材料・環境安全性の検討について、a)破砕前の初期固化材料固化特性と再生砕石の基本性状の把握とb)性状の異なる木質系バイオマス灰の影響では、①で調査する木質バイオマス発電所の灰を用いて、初期固化処理土および再生砕石の強度特性に及ぼす灰の性状について検討を行う。また、2年間の実験結果と比較しながら、木質バイオマス灰による再生砕石の品質の安定化について検討を行う。c)の再生砕石の環境安全性の把握と長期耐久性の検討では、b)の検討で用いた各灰と再生砕石を用いて環境安全性の評価を行い、灰の性状に応じた環境安全性を確保するために必要な固化材添加量や添加剤等の検討を行う。さらに、現在進行中の屋外中型カラム試験から長期にわたる実環境・利用用途を考慮した環境安全性の確認を行う。また、実験室で製作された再生砕石を用いて、乾湿繰返しやすりへり減量試験などの長期耐久性の検討を取りまとめる。d)の利用用途による材料強度の簡易評価方法の提案では小型FWDを用いて、各種灰をもちいてCBR試験との比較実験を行い、材料強度の簡易測定手法の確立を目指す。
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