木質バイオマス灰由来の多目的持続可能軽量ジオポリマーの合成と特性評価: 廃水処理におけるパイロット研究
Synthesis and Characterization of a Wood Biomass Ash-Derived Multipurpose Sustainable Lightweight Geopolymer: A Pilot Study in Wastewater Treatment (原題)
I. Pundienė, J. Pranckevičienė, A. Mažeikienė, Yiying Du, K. Korniejenko, Vygantas Bagocius, Ernestas Ivanauskas
🤖 gxceed AI 要約
日本語
木質バイオマス灰を利用した軽量ジオポリマーを合成し、廃水からのリン除去性能を評価。多孔質骨材(PA)と気泡剤(AEA)を用いたジオポリマーは、密度985-1400 kg/m3、圧縮強度3.9-8.0 MPa、気孔率38-42%を達成し、最大97%のリン除去率を示した。低炭素・循環型材料として建設・水処理分野への応用が期待される。
English
This pilot study synthesizes lightweight geopolymers from wood biomass ash for phosphorus removal from wastewater. Porous aggregates (PA) and air-entraining additives (AEA) produce geopolymers with densities 985-1400 kg/m3, compressive strengths 3.9-8.0 MPa, and porosities 38-42%, achieving up to 97% phosphorus removal. The materials offer low-carbon, circular economy solutions for construction and water treatment.
Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.
📝 gxceed 編集解説 — Why this matters
日本のGX文脈において
日本では廃棄物由来バイオマス活用と低炭素建材開発がGX政策の重点分野。本研究成果は、木質バイオマス灰の有効利用と建設材の低炭素化を同時に達成する可能性を示し、日本の循環経済政策やSSBJのサステナビリティ開示における材料調達の環境負荷低減に寄与し得る。
In the global GX context
This work contributes to global circular economy and low-carbon construction material innovation. It demonstrates valorization of biomass waste into functional geopolymers with dual use as structural material and adsorbent, aligning with ISSB/TCFD goals on resource efficiency and emissions reduction. The phosphorus removal efficiency suggests potential for decentralized wastewater treatment in developing regions.
👥 読者別の含意
🔬研究者:Offers a novel method for synthesizing lightweight geopolymers from biomass ash with dual structural and adsorptive functions, valuable for materials science and environmental engineering.
🏢実務担当者:Provides a potential low-cost, low-carbon material for construction and wastewater treatment, particularly for phosphorus removal in small-scale plants.
🏛政策担当者:Supports circular economy policy by demonstrating waste-to-value conversion of biomass ash, with implications for sustainable construction standards and wastewater treatment regulations.
📄 抄録(日本語訳)
本研究は、廃水からの栄養塩除去能を高めた低炭素材料の創出を促進することで循環経済と持続可能な材料を支援し、富栄養化の防止に寄与するものである。多孔質ジオポリマーは、その特異な細孔構造と、騒音低減や断熱性を含む数多くの優れた特性により、建築分野、化学産業、水処理において幅広い応用可能性を有する。低炭素フットプリントの多孔質ジオポリマー材料の開発は、構造材料として機能しつつ、同時に吸着材としても機能する多目的軽量材料の創出に向けた重要な一歩である。本研究では、(石灰–ポルトランドセメント系気泡組成物の)水熱合成中に生成される多孔質材料が、砂を木質バイオマス底灰(WBA)で置換することにより、吸着材開発用の多孔質骨材(PA)として使用できることが明らかになった。PAは、見掛け気孔率65%、密度610 kg/m³、圧縮強度2.0 MPaで製造された。空気連行添加剤(AEA)の使用とジオポリマーへのPAの作製の有効性が試験された。異なるモル濃度の活性化剤が使用され、木質バイオマス飛灰(WFA)とメタカオリン(MK)廃棄物が多孔質ジオポリマー合成の前駆体として使用された。ジオポリマーへの空気連行混和剤の使用により、密度1400 kg/m³まで、圧縮強度8.0 MPaまで、見掛け気孔率38.4%までの軽量ジオポリマーの製造が可能となる。これらの特性は、その低コストと相まって、建設産業におけるジオポリマーの良好な展望を提供する。ジオポリマー組成物へのPAの利用により、密度985 kg/m³、圧縮強度3.9 MPa、見掛け気孔率42.0%の軽量ジオポリマー(GPA)が得られた。これらの材料は、生物学的処理済み廃水からリンを効果的に除去した:PAは最大82.5%、AEAを用いたジオポリマーは最大88.4%、GPAは最大97%の効率を示した。作製されたGPAは吸着材の吸着容量を向上させ、極めて高いリン除去効率をもたらす。
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。
📄 Abstract(原文)
This work supports the circular economy and sustainable material by facilitating the creation of low-carbon materials with enhanced elimination of nutrients from wastewater, thereby assisting in preventing eutrophication. Porous geopolymers, owing to their distinctive pore structure and numerous superior properties, including noise reduction and thermal insulation, have a wide range of potential applications in the building sector, chemical industry, and water treatment. Developing low-carbon-footprint porous geopolymer materials is an important step toward creating multipurpose lightweight materials that can serve as structural materials and, at the same time, as adsorbents. In this study, it was revealed that the porous material created during the hydrothermal synthesis of (lime–Portland cement-based aerated composition), by replacement of sand with wood biomass bottom ash (WBA), can be used as porous aggregates (PA) for adsorbent development. PA was produced with an apparent porosity of 65%, a density of 610 kg/m3, and a compressive strength of 2.0 MPa. The effectiveness of employing an air-entraining additive (AEA) and creating PA in geopolymers was tested. A different-molarity activator was used, and wood biomass fly ash (WFA) and metakaolin (MK) waste were used as precursors for the synthesis of porous geopolymers. Using an air-entraining admixture in geopolymers allows for the production of lightweight geopolymers with densities up to 1400 kg/m3, compressive strengths up to 8.0 Mpa, and apparent porosities up to 38.4%. Such properties, together with their low cost, offer good prospects for geopolymers in the construction industry. By utilizing PA in the geopolymer composition, a lightweight geopolymer (GPA) with a density of 985 kg/m3 and a compressive strength of 3.9 Mpa, with 42.0% apparent porosity, was obtained. The materials effectively removed phosphorus from biologically treated wastewater: PA had an efficiency of up to 82.5%, the geopolymer with AEA had an efficiency of up to 88.4%, and GPA had an efficiency of up to 97%. The created GPA enhances the adsorbent’s sorption capacity, resulting in extremely high phosphorus uptake efficiency.
🔗 Provenance — このレコードを発見したソース
- semanticscholar https://doi.org/10.3390/su18042128first seen 2026-06-29 07:26:31 · last seen 2026-09-22 05:13:12
🔔 こうした論文の新着を逃したくない方は キーワードアラート に登録(無料・3キーワードまで)。
gxceed は公開メタデータに基づく研究支援データセットです。要約・翻訳・解説は AI 支援で生成されています。 最終的な解釈・検証は利用者が原典資料に基づいて行うことを前提とします。