持続可能社会実現に貢献する縮重合反応を基本とする新しいアルカリ活性材料の開発

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本研究の目的は，世界的な石炭火力発電の縮小・廃止の流れを踏まえ、フライアッシュ（FA）を主材料としないアルカリ活性材料（AAMs）の開発であり、非溶結凝灰岩（TU）、木質バイオマス焼却灰（WBA）、石炭ガス化発電スラグ（CGS）、真砂土の適用性を調べる。2022年度は下記の(a) 、(b)の研究を実施した。(a)活性フィラー（粉体）の調整方法の確立：各材料は炉乾燥（105℃）させたのちにボールミルで粉砕した。その後、超音波ふるいで45μｍ以下と125μｍ以下に分級した。平均粒径が小さいつまり比表面積が大きい方が強度発現上は有利と考えたが、同時に練り混ぜに必要な溶液量が増えるため、逆に強度低下につながることが分かった。よって、本研究では125μｍ以下に調整したものを使用することにした。(b)セメント硬化体と同水準の強度を有するAAMs硬化体を得るための配合・養生条件の探索：セメントの強さ試験では40×40×160mmの供試体を用いる。一方、本研究では分級した活性フィラーの節約ならびに強度試験の効率化を目的に、樹脂埋込用プラスチックカップ（内径30mm、深さ30mm）で成型した小型円柱供試体を使用し、その有用性を確認した。活性フィラーの種類、アルカリ溶液濃度、養生温度、強度試験材齢をパラメータとした295通りの実験を行った。その結果、CGSは単体で硬化し、その硬化性は高炉スラグ微粉末（BS）に類似していること、TUならびにWBAは単体では硬化しないが、BSと併用することで実用レベルの強度を有する硬化体を製造できること、最適なアルカリ溶液濃度、養生温度は活性フィラーの組み合わせで異なることを確認した。