火山軽石粉灰を用いた石灰コンクリートの持続可能性と力学性能の向上

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:Offers a methodology (RSM) for optimizing sustainable concrete mixes and empirical data on VPPA performance.

🏢実務担当者:Provides actionable mix design for producing low-carbon lime concrete with enhanced mechanical properties.

🏛政策担当者:Supports inclusion of volcanic ash materials in green building codes and carbon accounting frameworks.

建設部門における新規材料および先端技術の導入は、持続可能で強靭なインフラを実現するために極めて重要である。本研究は、環境に優しい建築材料の候補として、火山性軽石粉末灰（VPPA）で改質した石灰コンクリートの作製と評価に焦点を当てている。本研究の目標は、VPPAで改質した石灰コンクリートの力学的特性と体積炭素（embodied carbon）を調査し、単位体積炭素あたりの28日圧縮強度であるエコ強度（eco-strength）の観点からその有効性を評価することである。本研究は、石灰コンクリートの力学的挙動および環境フットプリントに対するVPPA含有量の影響に関する理解が限られているという研究ギャップに対処するものである。応答曲面法（RSM）を用いてVPPA改質混合物のモデル化と最適化を行い、様々な置換率における力学的性能と環境効率の精密な予測を可能にした。結果は、圧縮強度（CS）、曲げ強度（FS）、割裂引張強度（STS）、弾性係数（MOE）を含む力学的特性がVPPA含有量に応じて変化し、最適置換率9%で最大値に達することを示している。このレベルでは、CSが3.17%、FSが4.07%、STSが3.30%、MOEが1.63%向上し、構造性能の顕著な向上が強調される。この最適レベルを超えると、強度の漸減が観察され、過剰なVPPAがセメント系マトリックスを希釈し、耐荷重能力を低下させる可能性があることを示している。さらに、VPPAは石灰（0.73 kg CO2/kg）と比較して低い体積炭素（0.334 kg CO2/kg）を示し、9%のVPPA置換により炭素寄与が4.87%削減された。VPPAの使用は、炭素フットプリントの低減、従来の結合材への依存度の低減、資源効率の向上といった実用的な利点を提供する。これらの結果は、多様な建設用途における持続可能で高性能な代替材料としてのVPPA改質石灰コンクリートの可能性を強調し、力学的完全性と耐久性を維持しながら低炭素インフラ開発を支援するものである。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

The incorporation of novel materials and advanced technologies in the construction sector is of paramount importance for achieving sustainable and resilient infrastructure. This research centers on the creation and assessment of lime concrete altered with volcanic pumice powder ash (VPPA) as a prospective environmentally friendly building material. The target of this study is to explore the mechanical attributes and embodied carbon of lime concrete modified with VPPA, and to evaluate its efficacy in terms of eco-strength, which is 28-day compressive strength per unit embodied carbon. The study addresses the research gap regarding the limited understanding of the impact of VPPA content on the mechanical behaviour and ecological footprint of lime concrete. Response Surface Methodology (RSM) was utilized to model and optimize the VPPA-modified mixtures, enabling precise prediction of mechanical performance and environmental efficiency across varying replacement levels. The findings demonstrate that the mechanical properties, including compressive strength (CS), flexural strength (FS), splitting tensile strength (STS), and modulus of elasticity (MOE), vary with VPPA content and attain maximum values at an optimum replacement level of 9%. At this level, CS improved by 3.17%, FS by 4.07%, STS by 3.30%, and MOE by 1.63%, highlighting the significant enhancement in structural performance. Beyond this optimum level, a gradual decline in strength was observed, indicating that excessive VPPA may dilute the cementitious matrix and reduce load-bearing capacity. Furthermore, VPPA exhibits a lower embodied carbon (0.334 kg CO2/kg) compared to lime (0.73 kg CO2/kg), and the 9% VPPA replacement resulted in a 4.87% reduction in the carbon contribution. The use of VPPA offers practical benefits, including decreased carbon footprint, reduced dependence on conventional binders, and enhanced resource efficiency. These results underscore the potential of VPPA-modified lime concrete as a sustainable and high-performance alternative for diverse construction applications, supporting low-carbon infrastructure development while maintaining mechanical integrity and durability.

• semanticscholar https://doi.org/10.1007/s43621-026-03391-7first seen 2026-07-28 05:40:52 · last seen 2026-09-22 05:12:33