Development of smart and functional (self-healing and self-sensing) low carbon geopolymer concrete using modified woody biomass combustion ash

利用改性木质生物质燃烧灰开发智能和功能性（自愈和自感知）低碳地聚合物混凝土

• 批准号: 22KK0065
• 负责人: 高巣 幸二
• 金额: $ 12.81万
• 依托单位: The University of Kitakyushu
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-10-07 至 2027-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KK0065/
• 关键词: ジオポリマー; 自己治癒; 木質バイオマス燃焼灰; 浮遊選鉱法; バクテリア

本プロジェクトがスタートする前から研究代表者である高巣は先行して英国のバース大学に滞在（2022年3月~2023年3月）してResearch Professorとして活動した。本プロジェクトがスタートしてからは、バース大学のK. Paine教授や研究員と対面で定期的なミーティングを実施し、K. Paine教授らで研究開発しているバクテリアベースの自己治癒セメント硬化体の製造方法とその特性を把握した。研究に使用していたバクテリアはAlkaliphilic Bacillus cohniiであり、それを培養した後、フリーズドライにしてバクテリアの栄養媒体である硝酸カルシウムと酵母エキスを軽量骨材に封入したバクテリアスポールを使用してセメント硬化体に自己治癒機能を付与する手法を採用していた。英国の木質バイオマス燃焼灰（BFA-UK）を1種類収集してその性状を評価すると共に英国でジオポリマーモルタルを製造してその特性を検討した。その結果、収集したBFA-UKはCaO成分が30%でSiO2成分が17％となっており、日本の石炭フライアッシュの成分と大きく異なっているが、日本のBFAと同様の成分含有率を示していた。強熱減量（LoI）は10％を超えていたので、浮遊選鉱法によって未燃炭素を除去する改質を北九州市立大学実験室で実施したところ、LoIを5％まで低減することができた。バース大学においてオリジナルBFA-UKと改質BFA-UKを使用してジオポリマーモルタルを製造したところフレッシュ性状、圧縮強度において改質BFA-UKの方が優れていた。乾燥収縮を測定したところ両者とも自己収縮の影響が顕著で、材齢28日で1000μを超える結果となった。BFAを使用したジオポリマーモルタルは収縮性状の改善が重要課題であることが明らかになった。

This プ ロ ジ ェ ク ト が ス タ ー ト す る before か ら Research representatives で あ る high 巣 は first し て British の バ ー ス university に lag in (March 2022 to March 2023) し て Research Professor と し て activity し た. This プ ロ ジ ェ ク ト が ス タ ー ト し て か ら は, バ ー の k. ス university researcher professor Paine や と surface seaborne で regular な ミ ー テ ィ ン グ を be し, k. professor Paine ら で research open 発 し て い る バ ク テ リ ア ベ ー ス の healing yourself セ メ ン ト sclerotium の methods と そ の features を grasp し た. The study of に uses て て たバ テリア テリア テリア Alkaliphilic Bacillus Cohnii で あ り, そ れ を cultivate し た, フ リ ー ズ ド ラ イ に し て バ ク テ リ ア の tech students.their ownship raise media で あ る nitrate カ ル シ ウ ム と yeast エ キ ス を 軽 aggregate amount of sealed に し た バ ク テ リ ア ス ポ ー ル を use し て セ メ ン ト sclerotium に healing yourself function を give す る gimmick を using し て い た. British の wooden バ イ オ マ 焼 ス combustion ash (BFA - UK) を 1 species 収 し て そ の traits を review 価 す る と altogether に British で ジ オ ポ リ マ ー モ ル タ ル を manufacturing し て そ の features を beg し 検 た. そ の results, 収 し た BFA - UK は CaO composition が 30% 17% が で SiO2 と な っ て お り, Japan の carboniferous フ ラ イ ア ッ シ ュ の composition と big き く different な っ て い る が, Japan の BFA と with others を の composition containing rate in し て い た. Strong thermal reduction (LoI) は 10% を super え て い た の で, flotation 鉱 method に よ っ て unexploded carbon を remove す る modification を Kitakyushu city university be 験 chamber で be applied し た と こ ろ, LoI を 5% ま low で す reduction る こ と が で き た. バ ー ス university に お い て オ リ ジ ナ ル BFA - UK と modification BFA - UK を use し て ジ オ ポ リ マ ー モ ル タ ル を manufacturing し た と こ ろ フ レ ッ シ ュ character, 圧 shrinkage intensity に お い て modification BFA, UK の party が optimal れ て い た. 収 drying shrinkage を determination し た と こ ろ struck the と も 収 tuck your の influence が 顕 で, material で 齢 28, 1000 mu を super え る results と な っ た. BFA を use し た ジ オ ポ リ マ ー モ ル タ ル は 収 shrinkage characteristics improve の が important topic で あ る こ と が Ming ら か に な っ た.