Development of New Eco-Cement and Simple Recycling Technology for Municipal Solid Waste Incinerator Ash Recycling Technology for Municipal Solid Waste Incinerator Ash

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2022年度には、都市ごみ焼却灰(WIR)を使用したジオポリマー（WIR-GP）の重金属固定能力と実用性能（強度、耐久性）を検証し、向上させるために、WIR-GPの重金属固定能力、強度、中性化抵抗性を測定し、対策技術を検討した。具体的には、細骨材中のWIRの混合率、活性フィラー中の高炉スラグ微粉末(BFS)の混合率、活性フィラー中のフライアッシュ（FA）の銅スラグ微粉末(CuS)による代替率、そしてジオポリマー(GP)の養生方法などが重金属固定能力、可使時間、強度、中性化抵抗性に及ぼす影響を詳しく考察した。結果として、以下のことが明らかになった。(1)BFS の割合又は細骨材中のWIRの混合率が大きいほど，GPの可使時間が短くなる。(2) BFSの割合が高いほどまたはWIR の混合率が低いほど GP硬化体の強度は高くなる。また、高温養生のほうが常温養生よりも強度が高くなる。(3)WIRの混合率が小さいほど、GPモルタルの中性化抵抗性が高い。高温養生または CuSの添加によって GPモルタルの中性化抵抗性を高めることができる。(4)酸性溶液中の重金属溶出量は中性溶出液より多くなる。WIRの混合率の増加に伴い重金属溶出量が増加する傾向がある。また、常温養生されたGPモルタルの重金属溶出量が高温養生の場合より少ない。しかし、今回のGPモルタルの中性溶出液でのCr,Pb,As,Se,Cd溶出量は各自の溶出基準を満している。結論としては、BFSを40％以上使用し、WIRが20％の天然細骨材を置換する場合、GPモルタルの重金属固定能力、可使時間、強度および中性化抵抗性が優れる。なお、中性化抵抗性が低いのはＧＰの固有の短所である。本研究では、この短所を克服する表層改質技術の開発を行い、アルミ酸ナトリウムを塗布することで、GPの中性化抵抗性を大幅に改善することを明らかにした。