日本語AIでPubMedを検索
土木用ジオポリマーの前駆体としての採石廃棄物。この10年を振り返ってみましょう
Quarry Waste as Precursors in Geopolymers for Civil Engineering Applications: A Decade in Review.
PMID: 32679685 DOI: 10.3390/ma13143146.
抄録
舗装材料のカーボンフットプリントの削減は、天然資源を保護し、環境問題を減少させるさまざまな用途への採掘副産物のリサイクルを通じて探求される可能性がある。一つの可能性のあるアプローチは、採石ダストや鉱石廃棄物をジオポリマー用途の前駆体として再利用することである。ジオポリマーは、非晶質から半結晶性の三次元構造を持つアルミノケイ酸塩を豊富に含む鉱物性ポリマーである。本レビューでは、過去10年間に行われた採石ダストや鉱滓を含むジオポリマーに関する研究を要約することを目的としています。最初のセクションでは、メタコリン、高炉スラグ（GGBFS）、フライアッシュ、シルト、タングステン、バナジウム、銅、金、亜鉛、大理石、鉄、玄武岩、リチウムなどの採石・鉱山廃棄物など、ジオポリマーセメントの製造に使用される様々な前駆体について議論した。異なる脱炭酸処理と硬化条件がまとめられている。場合によっては、前駆体の反応性を高めるために、前駆体を焼成する必要がある。常温と高温の両方の硬化条件についてまとめた。現場や工業的な実施のために必要な室温硬化については、あまり注意が払われていない。鉱山廃棄物を含むジオポリマーの圧縮強度,密度,耐久性,耐酸性,吸水性,摩耗性などの工学的特性をレビューした。経済的な側面に加えて、廃棄物粉末をジオポリマーに広く使用することを妨げている主な障壁の1つは、その不安定な化学構造に起因している可能性がある。これは、ジオポリマー構造中のNaまたはKカチオンの広範な浸出物を通して示された。100以上の論文のレビューは、その完全な産業的実施の前に、採石場廃棄物ジオポリマー生産の様々な側面についての更なる研究の必要性を示した。
Carbon footprint reduction of paving materials could be explored through recycling mining by-products into different applications, which will preserve natural resources and decrease environmental issues. One possible approach is to reuse quarry dust and mining ore waste as precursors in geopolymer applications. geopolymers are mineral polymers rich in aluminosilicates with an amorphous to a semi-crystalline three-dimensional structure. The current review aims to summarize the studies conducted during the past decade on geopolymers containing quarry dust and mine tailings. The first section discusses various precursors used for geopolymer cement production such as metakaolin, ground granulated blast furnace slag (GGBFS), fly ash, and quarry/mining ore wastes including silt, tungsten, vanadium, copper, gold, zinc, marble, iron, basalt, and lithium. Different calcination treatments and curing conditions have been summarized. In some cases, the precursors are required to be calcined to increase their reactivity. Both ambient temperature and elevated temperature curing conditions have been summarized. Less attention has been paid to room temperature curing, which is necessary for field and industrial implementations. Engineering properties such as compressive strength, density, durability and acid resistance, water absorption and abrasion of geopolymers containing mining waste were reviewed. One of the main barriers preventing the widespread use of waste powders, in addition to economic aspects, in geopolymers could be due to their unstable chemical structure. This was shown through extensive leachate of Na or K cations in geopolymer structures. The review of over 100 articles indicated the need for further research on different aspects of quarry waste geopolymer productions before its full industrial implementation.