セメントキルンダスト改質セメンテッドテールバックフィルにおけるレオロジー応答、強度発達、および条件付き年齢進行強度更新
Rheological Response, Strength Development and Conditional Age-Progressive Strength Updating of Cement Kiln Dust-Modified Cemented Tailings Backfill
本研究は、セメントキルンダスト(CKD)を10%、普通ポルトランドセメントを90%含むバインダーをテール固結材比1:6で使用し、低炭素CKD改質バックフィルのレオロジー特性と機械的特性の進化を評価した。シリカフューム(バインダー比0-7%)、ケイ酸ナトリウム(0-4%)、ポリカルボン酸エステル粉末(0-0.40%)、および固形分濃度(72-74%)の影響を調査した。ポリカルボン酸エステルの添加量増加は降伏応力を大幅に低下させ、固形分濃度を72%から74%に上げると降伏応力が5.82 Paから58.83 Paに、塑性粘度が0.0953 Pa・sから0.2889 Pa・sに増加した。シリカフュームは56日後の未排水圧縮強度(UCS)を1.39 MPaから2.28 MPaに増加させ、ケイ酸ナトリウムは早期強度を主に改善した。固形分濃度74%では、56日後のUCSは2.54 MPaに達した。本研究では、バックフィルの強度予測精度を向上させるためのパス依存型、年齢進行型フレームワークを導入し、条件付き年齢進行回帰モデルを開発した。このモデルは、早期試験後の現場更新ツールとして解釈されるべきである。
- CKD10%+普通ポルトランドセメント90%のバインダーをテール固結材比1:6で使用し、低炭素CKD改質バックフィルのレオロジー・機械特性を評価
- 固形分濃度を72%から74%に上げると降伏応力が5.82 Paから58.83 Pa、塑性粘度が0.0953 Pa・sから0.2889 Pa・sに増加
- シリカフューム添加で56日後の未排水圧縮強度(UCS)が1.39 MPaから2.28 MPaに向上、固形分濃度74%では2.54 MPaに到達
- ケイ酸ナトリウムは主に早期強度を改善し、ポリカルボン酸エステル粉末の添加量増加は降伏応力を大幅に低下させた
- パス依存型・年齢進行型フレームワークと条件付き年齢進行回帰モデルを開発し、早期試験後の現場更新ツールとして強度予測精度を向上
セメントキルンダスト(CKD)を90%普通ポルトランドセメントに10%混合した低炭素バインダーで、テール充填材のレオロジー・強度を定量評価した研究。固形分濃度72→74%で降伏応力が5.82→58.83 Paへ約10倍、シリカフューム添加で56日UCSが1.39→2.28 MPa、74%濃度で2.54 MPaに達するなど、配合設計の定量的な指針を示した点は、鉱山廃棄物利用とCO2削減を狙うセメント・鉱業関連企業の材料コストと環境規制対応に直結する。ただし本件は実験室スケールの学術研究であり、商業化・実装時期は示されておらず、短期的な投資触媒にはなりにくい。中長期でCKD活用型低炭素セメントの採用が広がるかを見極める材料として押さえておきたい。