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

新型生态水泥开发及城市生活垃圾焚烧炉灰简易回收利用技术城市生活垃圾焚烧炉灰回收技术

基本信息

批准号：
21K18769
负责人：
李柱国
金额：
$ 4.08万
依托单位：
Yamaguchi University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-07-09 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

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。

In 2022, WIR-GP heavy metal fixing ability and practical performance (strength and durability) were tested and evaluated. WIR-GP heavy metal fixing ability, strength and neutralization resistance were tested and discussed. The specific factors such as the mixing ratio of WIR in fine bone materials, the mixing ratio of blast furnace fine powder (BFS) in active materials, the substitution ratio of copper fine powder (CuS) in active materials, the curing method of copper fine powder (GP), the fixation ability of heavy metals, the available time, the strength, the neutralization resistance and the influence of copper fine powder (FA) were investigated in detail. As a result, the following changes occurred. (1) The mixing ratio of WIR in BFS is higher than that in fine bone, and the time of GP can be shorter. (2)BFS is divided into high and low mixture ratio of WIR and GP hardened body. , the strength of high-temperature curing is higher than that of normal-temperature curing. (3) The mixing ratio of WIR is low, and the neutralization resistance of GP is high. High temperature curing can increase the neutralization resistance of CuS. (4)The amount of heavy metals dissolved in acidic solution is higher than that in neutral solution. The increase of WIR mixing ratio was accompanied by the increase of heavy metal dissolution. The amount of heavy metals dissolved in the sample after curing at room temperature is lower than that under high temperature curing. Cr,Pb,As,Se,Cd dissolution from neutral dissolution solutions is below their respective dissolution standards. Conclusion When BFS is used at 40% or more and WIR is replaced by 20% of natural fine bone, the heavy metal fixation ability, time, strength and neutralization resistance of GP are excellent. Neutralization resistance is low and GP is inherently short. This study aims to overcome the shortcomings of the surface modification technology development, coating, GP neutralization resistance greatly improved.