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

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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。