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。

2022财年，我们将开发WIR-GP的重金属固定技术，以利用城市垃圾焚烧灰（WIR）验证和提高地质聚合物（WIR-GP）的重金属固定能力和实用性能（强度、耐久性）。我们测量了容量、强度和抗碳化性，并考虑了对策技术。具体而言，细骨料中WIR的配合比例、活性填料中高炉矿渣微粉（BFS）的配合比例以及活性填料中粉煤灰（FA）与微细铜渣微粉（CuS）的替代比例，并详细讨论了地质聚合物（GP）的固化方法对重金属固定能力、适用期、强度和抗碳化性的影响。结果，以下的事情就清楚了。 (1)细骨料中BFS的比例或WIR的配合比越大，GP的适用期越短。 (2) BFS的比例越高或WIR的混合比例越低，GP固化物的强度越高。此外，高温固化比室温固化具有更高的强度。 (3)WIR的配合比越低，GP砂浆的抗中和性越高。 GP砂浆的抗中和性可以通过高温养护或添加CuS来提高。 (4)酸性溶液中的重金属洗脱量大于中性洗脱溶液中的重金属。随着WIR混合比的增加，重金属的溶出量有增加的趋势。此外，室温固化的GP砂浆中的重金属洗脱量低于高温固化时的重金属洗脱量。然而，这次用GP研钵的中性洗脱液洗脱的Cr、Pb、As、Se和Cd的量满足各自的洗脱标准。结论是当BFS用量为40%以上、WIR为20%替代天然细骨料时,GP砂浆具有优异的重金属固定能力、适用期、强度和抗碳化能力。请注意，低中和电阻是 GP 的固有缺点。在本研究中，我们开发了一种表面改性技术来克服这一缺点，并发现铝酸钠的应用显着提高了GP的抗碳化性能。