高鉄赤泥と多種固形廃棄物を用いた低炭素フェロアルミナセメントの調製:鉱物相の最適化と水和メカニズム
Preparation of Low-Carbon Ferroaluminate Cement with High Iron Red Mud and Multi-Solid Wastes: Mineral Phase Optimization and Hydration Mechanism
本研究では、高鉄赤泥(HIRM)と多種固形廃棄物を用いて、固形廃棄物ベースのフェロアルミナセメント(SWFAC)を調製した。焼成温度、保持時間、原料組成がクリンカー鉱物進化に与える影響を系統的に調査し、鉱物組成、機械的特性、水和挙動の関係を解明した。焼成温度の上昇はC4A3$、C2S、C4AFの生成を促進し、高反応性アルミナがクリンカー形成を促進することが示された。最適化されたSWFACクリンカーは、C4A3$とC4AFの高い含有量を持つバランスの取れた鉱物集合体を示し、優れた機械的性能を発揮した。HIRM含有量の増加は鉄含有相の形成を調整し、セメントマトリックスの長期安定性を向上させた。水和メカニズムの調査により、AFt、AFm、AH3、Fe-AFt水和生成物の形成がセメントマトリックスの段階的な微細化と高密度化を促進し、圧縮強度の発達と長期的な向上を促進することが明らかになった。本研究は、工業固形廃棄物の相乗的利用と低炭素フェロアルミナセメントの開発のための実行可能な戦略を提供する。
- 高鉄赤泥と多種固形廃棄物を用いた固形廃棄物ベースのフェロアルミナセメント(SWFAC)の調製に成功し、焼成温度・保持時間・原料組成がクリンカー鉱物進化に与える影響を系統的に解明した
- 最適化されたSWFACクリンカーはC4A3$とC4AFの高い含有量を持つバランスの取れた鉱物集合体を示し、優れた機械的性能を発揮した
本研究は、高鉄赤泥と多種固形廃棄物を用いた低炭素フェロアルミナセメントの調製手法を確立しており、産業廃棄物の有効活用と低炭素建材の開発という両面で投資価値がある。固形廃棄物処理市場やグリーン建材市場の成長に伴い、廃棄物の相乗的利用技術は差別化要因となる可能性が高い。