フジタ技術研究報告㻌第㻡㻢号㻌 㻌 㻞㻜㻞㻜年㻌㻌㻌

焼却主灰の細骨材利用に関する基礎的研究㻌㻌㻌
藤 沼 㻌 智 洋㻌㻌

藤 倉 㻌 裕 介㻌㻌㻌㻌概㻌 㻌 㻌 㻌 㻌 㻌 要㻌㻌
一般廃棄物の焼却後に発生する焼却灰の有効利用が望まれており、溶融スラグおよびセメント原料化等が再利用の一形態となっているが、筆者らは、焼却灰の中でも大きな径を有する焼却主灰の建設資材への有効利用を目標としている。一方、焼却主灰を建設資材に利用する際に、重金属類の不溶化処理を図る必要がある。そこで、本研究では炭酸化による不溶化処理を施した焼却主灰を細骨材の代替材として混入させたモルタルを試験体として、重金属類の溶出、フレッシュ性状、力学的性状、微細構造の㻠項目について基礎的な試験を実施した。㻌
試験結果から、焼却主灰の混入によって、圧縮強度の低下および粗大な微細構造が形成されていることなどが確認された。
また、未処理の焼却主灰に比べて、炭酸化処理させた焼却主灰を混入させると、相対的に圧縮強度が高くなることが確認され、炭酸化処理による力学的性状へのメリットの可能性が見出せた。㻌
㻌㻌Basic study on utilization of fine aggregate of incinerated bottom ash㻌㻌㻌Abstract㻌
Effective use of incineration ash derived from general waste is desired, and we are aiming for effective useof incineration bottom ash, which has a large diameter, as a construction material.
Generally, when incineration bottom ash is used as a construction material, it is necessary to insolubilize
heavy metals. Therefore, in this study, we made a mortar in which incinerated bottom ash that had been
insolubilized by carbonation was mixed as a substitute for fine aggregate, and conducted basic experiments
on elution of heavy metals, fresh properties, mechanical properties, and microstructure.
From the test results, it was confirmed that the compression strength was reduced, and a coarse finestructure was formed due to the mixing of incinerated bottom ash.
In addition, it was confirmed that the compression strength was relatively high when carbonatedincinerated bottom ash was mixed as compared with untreated incinerated bottom ash, which could be
beneficial to the mechanical properties through carbonation treatment.

キーワード：㻌

焼却主灰、炭酸化処理、㻌㻌

モルタル、圧縮強度、微細構造㻌㻌

㻌
㻌

−37−㻌

㻌フジタ技術研究報告㻌 第㻡㻢号㻌§１㻚㻌 はじめに㻌
2000 年に循環型社会形成推進基本法の施行以来、

㻡㻚㻜㻞㻡㻚㻜

廃棄物削減やリサイクル率の向上により、廃棄物全体の㻠㻚㻜㻞㻜㻚㻜㻟㻚㻜㻝㻡㻚㻜㻞㻚㻜

㻝㻜㻚㻜

終処分量のうち、焼却灰の占有率は 70%以上であるが、

㻝㻚㻜

㻡㻚㻜

図 1 に示すように、焼却灰のリサイクル率は 30％未満に

㻜㻚㻜留まっている 2）ため、今後の廃棄物関連の課題解決を図

最終処分 金属類 溶融スラグ利用 セメント原料化 飛灰の山元還元 その他

最終処分量は減少していき、1999 年には 8.5 年であった
最終処分場の残余年数は 2017 年には 21.8 年と大きく改善し、一定の成果が挙がっている 1）。一般廃棄物の最有効利用率（㻑）㻟㻜㻚㻜

焼却灰量（㻝㻜㻜万㼠）㻢㻚㻜㻜㻚㻜㻴㻞㻝㻴㻞㻞㻴㻞㻟㻴㻞㻠㻴㻞㻡㻴㻞㻢㻴㻞㻣㻴㻞㻤㻴㻞㻥

図㻝㻌 焼却灰の最終処分とリサイクルの推移㻌

るうえでは、焼却灰のリサイクルが肝要になるといえる。
焼却灰の主なリサイクル技術として、溶融スラグ利用やセメント原料化があるが、製造上のエネルギーの消費や

表 焼却主灰の炭酸化処理条件

その他の諸問題を抱えており、今後、リサイクル率を更に焼却主灰炭酸ガス向上させるためには、上記の 2 項目に加え、建設資材へ充填量

充填高さ

含水率

濃度

通気量

通気時間利用拡大を図ることも有用であると考える。

㻝㻞㻠㻌㼗㼓㻞㻣㻜㻌㼙㼙㻝㻣㻚㻠㻣㻑㻝㻜㻜㻑㻞㻜㻌㻸㻛㼙㼕㼚

㻡㻌㼔

方向

初期

焼却灰のうち、焼却主灰を建設資材としてリサイクルを図るためには、鉛などの重金属類の不溶化が必要になる。

1時間後5時間後

不溶化処理の手法としては、焼却灰の炭酸化に着目した研究事例 3～5）は多数あり、フジタも散水と炭酸ガスの通気N方向処理を兼備えた独自の炭酸化処理システムを開発した 6）。
当社の炭酸化処理システムを用いた研究内容としては、焼却灰自身の不溶化に焦点を当て、その有効性や最適E方向条件等についての検討を重ねてきたが、炭酸化処理した焼却灰をコンクリートやモルタル等の建設資材に適用した研究はこれまでに行われていない。そこで、本研究では、
S方向焼却主灰を骨材利用するための基礎検討として、当社の炭酸化処理システムの原理によって炭酸化処理した焼却主灰をモルタルの細骨材として混入し、その混入およびW方向炭酸化処理が諸性状に及ぼす影響について確認した。㻌

§２㻚㻌 焼却主灰の炭酸化処理の概要㻌

図㻞㻌 炭酸化処理の進行状況㻌

㻌
2.1 炭酸化処理装置の概要

2.3 炭酸化処理の実施工程本研究で使用した炭酸化処理装置（以下:本装置）は、

本研究では、以下の工程を経て、焼却主灰の炭酸化充填箱（L：1195mm × W：750mm × H：500mm）および処理を実施した。なお、本研究は基礎検討の段階なので、炭酸ガスボンベで構成されている。充填箱の下部には、複合的な因子による影響を捉えることは困難であると考え、炭酸ガスの通気口を設けており、通気口から炭酸ガスを散水処理による影響を除するため、散水機能は用いず、注入することで、充填箱の下部より、焼却主灰の炭酸化を炭酸ガスの通気処理のみを適用する方針とした。

図る機構となっている。

・均一な充填高さになるように焼却主灰を充填箱に充填させた後、充填箱を蓋で密閉する。

2.2 炭酸化処理の設定条件

・

本研究における焼却主灰の炭酸化処理の設定条件を

表 1 の設定条件で炭酸ガスを供給して、充填箱の下部から一様に炭酸化を進行させる。

表 1 に示す。なお、本研究では、本幡らの研究報告 3）で・炭酸化の進行状況については、図 2 に示すように、示された焼却灰の炭酸化処理に適した含水率を参考に、充填箱の表層の温度を 4 方向（N、E、S、W）から含水率を 10~20%の範疇に調整した。

モニタリングする手法で管理した。
−38−－㻞－㻌焼却主灰の細骨材利用に関する基礎的研究㻌

§３㻚㻌 試験概要㻌

試料の細孔径分布を水銀圧入式ポロシメータで計測した。
本計測における算定条件としては、Washburnの式により、3.1 試験要因と水準
本研究の試験要因と水準を表 2 に示す。試験要因は、
水セメント比、焼却主灰の炭酸化処理の有無、細骨材の水銀の表面張力を0.484N/m、接触角を130°で算出して、お お よ そ 3nm ～ 327μm （ 圧 入 入 力 で は 413MPa ～0.0038MPa）の測定範囲で計測した。

容積に対する焼却主灰の置換率の 3 項目とした。
表㻞㻌 試験要因および水準㻌
3.2 使用材料

要因

水準

本研究の使用材料を表3、使用した焼却灰の化学組成を

水セメント比45%，50%，55%

表4にそれぞれ示す。本研究では、細骨材の代替材として焼却主灰の炭酸化処理無し，有り焼却主灰を用いることを趣旨としていることから、硬質砂岩

焼却主灰の置換率（対細骨材容積）0%，50%

砕砂の粒度分布と焼却主灰の粒度分布を揃えて使用した。
焼却主灰の表乾密度及び吸水率はJIS A 1109（細骨材の表㻟㻌 使用材料㻌

密度及び吸水率試験方法）に準じて作成した焼却主灰の記号

試料を表面乾燥飽水状態と捉えたうえでそれぞれ求めた。

㼃種類
上水普通ポルトランドセメント（密度：3.16 g/cm㻟）硬質砂岩砕砂（表乾密度：2.65 g/cm㻟，吸水率： 0.62 %，F.M.：2.85）
焼却主灰（未処理）（表乾密度：1.69 g/cm㻟，吸水率：36.36 %，F.M.：2.85）
焼却主灰（炭酸化処理）（表乾密度：1.92 g/cm㻟，吸水率：20.18 %，F.M.：2.85）

㻯

3.3 モルタル調合およびモルタルの製作方法
モルタルの調合を表5に示す。本研究は、単位容積中に㻿おける細骨材の代替材として、焼却主灰を多用するための㻺㻭基礎検討である。そこで、細骨材（S＋NAまたはS＋CA）の㻯㻭

単位容積量を500 L/m3に固定し、表2の実験要因に従い、各材料の単位容積量を定めた。モルタルの製作方法は、JIS R 5201に則った。

表㻠㻌 焼却主灰の化学組成㻌

3.4 試験項目および試験方法
本研究における試験項目および試験方法を表6に示す。

試料名㻿㼕㻻㻞

㻭㼘㻞㻻㻟 㻲㼑㻞㻻㻟㻯㼍㻻㻹㼓㻻㻺㼍㻞㻻㼏㼘㼕㼓㻚㼘㼛㼟㼟㻺㻭㻝㻤㻚㻜㻝㻝㻟㻚㻢㻣㻢㻚㻜㻥㻟㻜㻚㻜㻠㻞㻚㻟㻞㻟㻚㻟㻠

㻝㻚㻣㻞㻝㻣㻚㻜㻢㻯㻭

㻝㻤㻚㻢㻝

㻝㻟㻚㻜㻠

㻢㻚㻢㻟

㻞㻤㻚㻠㻡㻞㻚㻞㻤

㻟㻚㻞㻢

㻝㻚㻢㻟

㻝㻤㻚㻤㻝

本研究では、有害性（重金属類の溶出）、フレッシュ性状、
表㻡㻌 モルタルの調合㻌

強度性状、微細構造の4項目を試験項目とし，焼却主灰の混入による影響や傾向を把握するための各試験を行った。

単位容積 [ L/m㻟㻌㼉
名称（1）有害性

置換率 焼却主灰
㼃㻛㻯㻔㼂㼛㼘㻚㻑㻕
種類

㼃

細骨材

㻯

有害性については、環告46号試験に準拠して、事前に㻠㻡㻙㻜㻜㻙㻺㻺㻹

振動ミルによって、2mmアンダーに粉砕した試料を対象に

㻜㻑㻠㻡㻙㻡㻜㻙㻺㻭㻹 㻠㻡㻑鉛、カドミウム、六価クロムの溶出量を計測した。なお、検液㻠㻡㻙㻡㻜㻙㻯㻭㻹

分析についてはJIS K 0102に従った。㻌

㻡㻜㻙㻜㻜㻙㻺㻺㻹（2）フレッシュ性状㻡㻜㻙㻡㻜㻙㻺㻭㻹 㻡㻜㻑㻡㻡㻙㻜㻜㻙㻺㻺㻹

測定した。また、空気量については、JIS A 1128に準拠し、㻡㻡㻙㻡㻜㻙㻯㻭㻹（3）強度性状㻡㻜㻑

W：Water㻞㻥㻠㻞㻜㻢㻯㻭－㻺㻭㻡㻜㻑

㻟㻜㻢㻝㻥㻠㻟㻝㻣㻝㻤㻟㻯㻭㻜㻑㻡㻡㻙㻡㻜㻙㻺㻭㻹 㻡㻡㻑

空気室圧力方法によって計測した。

㻺㻭㻜㻑㻡㻜㻙㻡㻜㻙㻯㻭㻹

JIS R 5201に則って、0打および15打での各フロー値を－－
㻺㻭

㻡㻜㻑

㻯㻭

C：Cement

S：Sand㻿

㻭㻡㻜㻜

㻜㻞㻡㻜

㻞㻡㻜

㻡㻜㻜

㻜㻞㻡㻜

㻞㻡㻜

㻡㻜㻜

㻜

㻞㻡㻜

㻞㻡㻜

A：Ash （NA or CA）

強度性状試験では、φ 50×100mmの試験体を作製し、アムスラー型万能試験機を用い、圧縮強度試験を行った。

表㻢㻌 試験項目および試験方法㻌

なお、養生については、試験体作製の翌日に脱型し、材齢試験項目28dまで標準養生を施した。

有害性（4）微細構造

フレッシュ性状

測定項目

試験方法

Pb，Cd，Cr(Ⅵ)の溶出量

環告46号試験0打および15打フロー値

㻶㻵㻿㻌㻾㻌㻡㻞㻜㻝

空気量

JIS A 1128に準拠

微細構造については、材齢28dで水和反応をアセトンで強度性状

圧縮強度JIS A 1108に準拠

停止し、110℃で24時間の乾燥後、約5mm角に加工した

微細構造

細孔径分布

水銀圧入法

−39−－㻟－㻌フジタ技術研究報告㻌 第㻡㻢号㻌§４㻚㻌 試験結果および考察㻌

㻌

㻌

㻌

4.1 重金属類の溶出㻌

環告 46 号試験による各物質の溶出結果を表 7 に示す。

㻌本試験の範疇では、一部を除き、各物質に対する各基準を表㻣㻌 環告㻠㻢号試験の結果㻌
名称

物質ごとの溶出傾向をそれぞれ示す。
鉛については水セメント比 45%と 50%の試験体では、おおむね同等であったが、水セメント比 55%においては、炭酸化処理焼却主灰を混入したモルタル（以下 CAM）が㻠㻡㻙㻡㻜㻙㻌 㻯㻭㻹㻡㻜㻙㻡㻜㻙㻌 㻺㻭㻹㻡㻜㻙㻡㻜㻙㻌 㻯㻭㻹㻡㻡㻙㻡㻜㻙㻌 㻺㻭㻹㻡㻡㻙㻡㻜㻙㻌 㻯㻭㻹

未処理焼却主灰を混入したモルタル（以下 NAM）の 4 倍㻌

相当の溶出量であった。鉛の溶出量については、炭酸化

㻌処理によって溶出抑制効果があるという知見 5）に鑑みると、

㻌㻌

㻞㻜㻜㻚㻜

カドミウムについてはすべての試験体で定量下限値を㻌㻝㻡㻜㻚㻜

㻲㼘㼛㼣 【㼙㼙】

㻌㻌㻌

溶出量の増大傾向が確認された。また、焼却主灰の種類

㻌別に比較すると、NAM の溶出量は CAM の約 2.5～3.5

㻌

倍の溶出量であった。

㻌Cr（Ⅵ）（mg/L）
分析基準結果㻺㻭㻜㻚㻜㻜㻥

＜0.001㻜㻚㻜㻟㻣㻯㻭㻜㻚㻜㻜㻥＜0.001㻜㻚㻜㻝㻡㻠㻡㻑㻺㻭㻡㻜㻑㻡㻜㻑
㻯㻭

㻜㻚㻜㻝
以下

㻜㻚㻜㻜㻥㻜㻚㻜㻜㻣

㻜㻚㻜㻝
以下

＜0.001＜0.001㻜㻚㻜㻡
以下㻜㻚㻜㻠㻥㻜㻚㻜㻝㻠㻺㻭㻜㻚㻜㻜㻤＜0.001㻜㻚㻜㻡㻟㻯㻭㻜㻚㻜㻟㻟＜0.001㻜㻚㻜㻝㻥㻡㻡㻑打㻞㻡㻜㻚㻜本研究中では明らかにされていないが、何らかの因子が六価クロムについては水セメント比が高くなるにつれ、㻯㼐（mg/L）
分析基準
結果※ “＜” 印は定量下限値未満を示す作用した可能性があり、別途、検証を重ねる必要がある。
下回っていた。

㻼㼎焼却置換率（mg/L）
主灰㻔㼂㼛㼘㻚㻑㻕
種類 基準 分析結果

㻠㻡㻙㻡㻜㻙㻌 㻺㻭㻹満たしていたことが確認された。以下、本試験で確認された

㼃㻛㻯打㻝㻜㻜㻚㻜
㻡㻜㻚㻜
㻜㻚㻜

㻌
㻌

（1）焼却主灰の混入が及ぼすフロー性状への影響

㻌

図 3 に示すように、いずれの水セメント比においても、

㻌無混入モルタル（以下 NNM）と比べ、NAM と CAM の㻌

フロー値は 低減傾向を示した。とりわけ、NAM よりも

㻌CAM のフロー値が低かった。

㻌（2）焼却主灰の混入が及ぼす空気量への影響

㻌

図 4 に示すように、いずれの水セメント比においても、

㻌NNM と比べ、NAM と CAM の空気量は多く、とりわけ、

㻌CAM よりも NAM の空気量が多かった。

㻌図㻟㻌 フロー値の測定結果㻌
㻤㻚㻜㻢㻚㻜

㻭㼕㼞 【㻑】

4.2 フレッシュ性状㻠㻚㻜㻞㻚㻜㻜㻚㻜㻌㻌㻌

材齢 28 日の圧縮強度を図 5 に示す。いずれの試験体

㻌水準においても、水セメント比の増大に伴い、圧縮強度が㻌低下しており、一般的な傾向と同様であった。また、同一の㻌

水セメント比では、NNM の圧縮強度に対して、NAM は約40～50%、CAM は約 60%であり、相対的に空気量の多いNAM の圧縮強度が最も低かった。焼却主灰の混入による圧縮強度の低下の主要因としては、田浦らが指摘している図㻠㻌 空気量の測定結果㻌
㻤㻜㻚㻜

㻺㻺㻹
㻺㻭㻹

㻢㻞㻚㻢

圧縮強度 【㻺㻛㼙㼙㻞】

4.3 圧縮強度および細孔径分布（1）圧縮強度㻢㻜㻚㻜㻯㻭㻹㻡㻟㻚㻣㻠㻤㻚㻠㻟㻤㻚㻞㻠㻜㻚㻜㻟㻜㻚㻝㻟㻟㻚㻣㻞㻥㻚㻝㻞㻢㻚㻣㻞㻜㻚㻤㻞㻜㻚㻜

微細構造のポーラス化 7）に加え、大久保らが指摘している㻜㻚㻜

焼却主灰の成分（Na2O 等）に起因する膨張現象 8）なども㼃㻛㻯㻦㻠㻡㻑㼃㻛㻯㻦㻡㻜㻑㼃㻛㻯㻦㻡㻡㻑図㻡㻌 圧縮強度試験の結果（材齢㻞㻤㼐）㻌考えられる。

−40−－㻠－㻌焼却主灰の細骨材利用に関する基礎的研究㻌

各試料における細孔率の内訳を細孔直径別に 5 つの群に（2）細孔径分布
本研究では、焼却主灰の混入が及ぼした強度低下の区分し、以降の考察を行った。

一要因と考えられる、微細構造のポーラス化に着目して、（㻟）細孔径分布と圧縮強度の相関性
図 8 の区分ごとに、積算細孔容積と圧縮強度について、微細構造と圧縮強度の関係性等について考察した。
微細構造の分析結果として、細孔径分布を表 8 および回帰分析を行った結果を図 9 に示す。本研究の範囲では

図 6～8 に示す。表 8 に示すように、水セメント比 55%の全細孔容積と圧縮強度の寄与率が最も高かった。

NNM、NAM、CAM の全細孔容積および細孔率は、水一方、0.05μm 未満、0.05μm 以上、0.10μm 以上、セメント比 45%に比べ、いずれも小さく、水セメント比 55%

1.00μm 以上の 4 区間で各々の回帰分析を行ったところ、の試料は、水セメント比 45%の試料に比べ、粗大な微細内川らの研究報告９）同様、0.05μm 未満に比べ、0.05μm構造が形成されたといえる。また、同一の水セメント比に以上の範囲において高い寄与率が確認された。また、焼却おける全細孔容積 と細 孔率 の大 小関 係は、 いずれも主灰の混入によって、微細構造が粗になった点を考慮し、NNM＞CAM＞NAM であった。すなわち、焼却主灰の0.05μm 以上の範囲のうち、0.10μm 以上および 1.00μm混入に伴い、粗大な微細構造が形成されており、微かに、表㻤㻌 微細構造の分析結果㻌

未処理焼却主灰を混入させた試料の微細構造が粗大であったといえる。一方、微細構造中における細孔直径は、微細構造の諸データ
名称９）広範囲に分布しており、内川らの研究報告 にて、細孔直径が 0.05μm 以上の範囲と圧縮強度には高い相関があると指摘されている。図 6 や図 7 の積算細孔容積の結果を横軸の目盛のオーダーで捉えると、NAM と CAM の全細孔容積の差は 10%未満であるが、図中の網掛では、比較的、大きな差異が生じていることがわかる。すなわち、圧縮強度の差異は、網掛範囲に依存している可能性がある。そこで、本研究では、内川らが指摘している㼃㻛㻯㻠㻡㻙
㻜㻜㻙㻺㻺㻹㻠㻡㻙㻡㻜㻙㻺㻭㻹㻠㻡㻙㻡㻜㻙㻯㻭㻹㻡㻡㻙㻜㻜㻙㻺㻺㻹㻡㻡㻙㻡㻜㻙㻺㻭㻹㻡㻡㻙㻡㻜㻙㻯㻭㻹

焼却
置換率主灰㻔㼂㼛㼘㻚㻑㻕種類㻜㻑㻠㻡㻑－㻜㻚㻜㻢㻤㻜 㼙㻸㻛㼓㻜㻚㻜㻞㻞㻥 㼙㻸㻛㼓㻜㻚㻜㻝㻟㻝 㼙㻸㻛㼓㻝㻠㻚㻟 㻑㻜㻚㻝㻟㻥㻣 㼙㻸㻛㼓㻜㻚㻜㻡㻟㻞 㼙㻸㻛㼓㻜㻚㻜㻟㻣㻞 㼙㻸㻛㼓㻞㻡㻚㻝 㻑㻯㻭

㻜㻚㻝㻞㻥㻡 㼙㻸㻛㼓㻜㻚㻜㻟㻡㻡 㼙㻸㻛㼓㻜㻚㻜㻞㻥㻥 㼙㻸㻛㼓㻞㻟㻚㻠 㻑㻡㻜㻑㻜㻑㻡㻡㻑－㻜㻚㻜㻤㻡㻠 㼙㻸㻛㼓㻜㻚㻜㻟㻟㻟 㼙㻸㻛㼓㻜㻚㻜㻝㻡㻝 㼙㻸㻛㼓㻝㻣㻚㻟 㻑㻺㻭㻜㻚㻝㻡㻤㻥 㼙㻸㻛㼓㻜㻚㻜㻢㻥㻣 㼙㻸㻛㼓㻜㻚㻜㻠㻣㻞 㼙㻸㻛㼓㻞㻣㻚㻞 㻑㻯㻭㻜㻚㻝㻠㻥㻥 㼙㻸㻛㼓㻜㻚㻜㻠㻞㻜 㼙㻸㻛㼓㻜㻚㻜㻟㻝㻜 㼙㻸㻛㼓㻞㻢㻚㻞 㻑㻡㻜㻑※ W/C：50%の試験体については試料作製の都合により微細構造の分析を割愛した

積算細孔容積【㼙㼘㻛㼓】

積算細孔容積【㼙㼘㻛㼓】

㻜㻚㻞㻜㻜㻠㻡㻙㻜㻜㻙㻺㻺㻹㻠㻡㻙㻡㻜㻙㻺㻭㻹㻠㻡㻙㻡㻜㻙㻯㻭㻹㻜㻚㻝㻡㻜㻜㻚㻝㻜㻜㻜㻚㻜㻡㻜㻜㻚㻜㻜㻜㻜㻚㻜㻜㻝㻜㻚㻜㻝㻜㻚㻝

㻝㻝㻜細孔直径㻔μ㼙㻕㻝㻜㻜㻜㻚㻜㻜㻟～㻜㻚㻜㻝㻜㻚㻜㻝～㻜㻚㻜㻡㻜㻚㻜㻡～㻜㻚㻝

㻜㻚㻝～㻝㻚㻜

㻜㻚㻝㻜㻜

㻜㻚㻜㻡㻜

㻜㻚㻜㻜㻜
㻜㻚㻜㻜㻝

㻝㻜㻜㻜

㻜㻚㻜㻝

㻜㻚㻝

㻝
㻝㻜
細孔直径㻔μ㼙㻕

㻝㻜㻜

㻝㻜㻜㻜

図㻣㻌 積算細孔容積（㼃㻛㻯：㻡㻡㻑）㻌
㻝㻚㻜～

全細孔

㻟㻜㻚㻜0.05μ㼙未満

0.05μ㼙以上

0.10μ㼙以上

1.00μ㼙以上

㻣㻜
圧縮強度【㻺㻛㼙㼙㻞】

細孔率（㻑）

㻡㻡㻙㻜㻜㻙㻺㻺㻹㻡㻡㻙㻡㻜㻙㻺㻭㻹㻡㻡㻙㻡㻜㻙㻯㻭㻹㻜㻚㻝㻡㻜

図㻢㻌 積算細孔容積（㼃㻛㻯：㻠㻡㻑）㻌
㻌

細孔直径
細孔直径0.05µm以上の 0.10µm以上の 細孔率
全細孔容積
全細孔容積

㻺㻭

0.05μm 以上の範囲も考慮に入れて、図 8 に示すように、
㻜㻚㻞㻜㻜

全細孔容 積㻞㻜㻚㻜㻝㻜㻚㻜R² = 0.96

㻢㻜

R² = 0.72

㻡㻜R² = 0.81

㻠㻜

R² = 0.89

㻟㻜R² = 0.60㻞㻜㻝㻜㻜㻚㻜㻜
㻜㻚㻜㻜

図㻤㻌 細孔率の分布㻌

㻜㻚㻜㻡

㻜㻚㻝㻜
積算細孔容積【㼙㼘㻛㼓】

㻜㻚㻝㻡図㻥㻌 積算細孔径分布と圧縮強度の関係㻌
−41−－㻡－㻌㻜㻚㻞㻜フジタ技術研究報告㻌 第㻡㻢号㻌以上の範囲に限定し、各々の回帰分析を行ったところ、

参㻌 考㻌 文㻌 献㻌

0.05μm 以上での寄与率よりも、0.10μm 以上の範囲での1)

経済産業省：循環経済ビジョン2020、2020.5寄与率が高かった。一方、1.00μm 以上の範囲になると、

2)

肴倉宏史：一般廃棄物焼却灰のリサイクル㻌 意義と課寄与率が低下した。本試験結果より、一般的なモルタルの題、東京都環境科学研究所公開研究発表.pp.26、

圧縮強度に寄与している 0.05μm 以上の細孔直径群よりも2019.12

焼却主灰を混入したモルタルについては、より粗大な細孔

3)直径群での推定の方が幾分か有効であると推察される。

本幡照文、李政準、張瑞娜、崎田省吾、島岡隆行：焼却灰有効利用のための炭酸化による重金属の不溶化に関する基礎的研究、環境工学研究論文集、第41§5. まとめ㻌巻、pp.459-467、2004
4)

齊藤啓輔、高橋史武、江藤次郎、島岡隆行：炭酸化に

本研究では、焼却主灰の細骨材利用に向けた基礎的な伴う都市ごみ焼却灰中の鉛の不溶化因子の解明、土検討として、モルタルに焼却主灰を混入して、焼却主灰の木学会西部支部研究発表会、pp.929-930、2008.3

混入および炭酸化処理が及ぼす影響について確認した。

5)

崎田省吾、西村和之：都市ごみ焼却灰の炭酸化処理

本研究の範疇で得られた知見は以下の通りである。㻌

における物理的溶出抑制効果の検討、第25回廃棄物・ 重金属類の溶出に関しては、水セメント比 㻠㻡㻑および資源循環学会研究発表会講演原稿2014、pp.365366、2014

㻡㻜㻑のモルタル試料からは、焼却主灰の処理の有無に関わらず、重金属類（鉛、カドミウム、六価クロム）の環告

6)

久保田洋、繁泉恒河、山田裕己、野口俊太郎、増田圭㻠㻢 号の溶出基準をいずれも満たしたが、水セメント比の司：FAST-BOXシステムの開発、フジタ技術研究報

増大や焼却主灰の炭酸化未処理に伴って、溶出量が告、第53号、pp.85-90、2017増大する傾向も一部確認された。㻌

7)

田浦靖知、添田政司、大竹武史：物理選別処理した都・ フレッシュ性状に関しては、無混入に比べ、焼却主灰を市ごみ焼却灰の骨材への適用性に関する実験的研混入させるとフローの低減および空気量の増大傾向が究、コ ンク リート 工学年次論文集、 Vol.25 、 No.1、それぞれ確認された。また、未処理焼却主灰に比べ、pp.1379-1384、2003

炭酸化処理焼却主灰を混入した場合、フロー値および8)

ル・コンクリートの圧縮強度特性等に関する基礎的研空気量はやや低下した。㻌

究、日本建築学会構造系論文報告集、第443号、

・ 圧縮強度および微細構造に関しては、無混入に比べ、pp.1-9、1993.1

焼却主灰を混入させると、粗な微細構造が形成されて、圧縮強度も低下した。また、未処理焼却主灰に比べて、

9)

内川浩、羽原俊祐、沢木大介：混合セメントモルタル及びコンクリートの硬化体構造が強度発現に及ぼす影

炭酸化処理焼却主灰を混入した場合、フレッシュ時の響、セメント・コンクリート論文集、No.44、pp.330-335、空気量が少なかったこともあり、圧縮強度が高まったと1990推察される。㻌
・ 圧縮強度と細孔径分布の相関性については、0.10μm

大久保全陸、浦川洋介：ゴミ焼却灰を混入したモルタ㻌
ひとこと

以上の範囲の細孔径と圧縮強度の相関性が高いことが人々が生活を営む以上、ゴミの確認された。㻌
㻌

問題が尽きることはありえません。

本研究によって、焼却主灰の混入および炭酸化処理が我々が毎日のように排出しているモルタルの諸性状に及ぼす影響や大まかな傾向などは、日常ゴミを建設資材へと有効活用おおむね捉えられた。しかしながら、本試験の範疇では、するための技術開発にこれからも元の焼却主灰が１種類であるため、今後は物理的・化学的尽力していきたいと考えます。

性質の異なる焼却主灰も比較対象とした追加実験を行い、

㻌焼却灰自身の形状や結晶構造等の違いなどの観点からの考察なども含め、モルタルの諸性状に及ぼすメカニズムの解明が必要になる。㻌
㻌㻌−42−－㻢－㻌