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Development of geopolymer with red mud, fly ash, calcium carbide slag, and phosphogypsum as a step toward low-carbon building materials.

レッドマッド、フライアッシュ、カルシウムカーバイドスラグ、リン石膏を用いたジオポリマーの開発:低炭素建築材料への一歩 (AI 翻訳)

Han Sun, Xiaowei Xie, Mingxing Xie, H. Pu

Waste Management📚 査読済 / ジャーナル2026-02-27#省エネOrigin: CN経営インパクト: コスト削減対象セクター: construction
DOI: 10.1016/j.wasman.2026.115436
原典: https://doi.org/10.1016/j.wasman.2026.115436

🤖 gxceed AI 要約

日本語

本研究は、市販のアルカリ活性剤を用いずに、フライアッシュ、レッドマッド、リン石膏、カルシウムカーバイドスラグからなる四成分系ジオポリマーを開発した。水養生で28日圧縮強度14.09MPa、封かん養生で33%向上。重金属溶出は中国規制値を下回り、環境安全性を確認。複数の産業廃棄物を利用した低炭素セメント代替材料を提案。

English

This study develops a clinker-free geopolymer using fly ash, red mud, phosphogypsum, and calcium carbide slag without commercial alkali activators. Under sealed curing, 28-day compressive strength increases by 33% to 14.09 MPa. Leaching tests confirm environmental safety. The work offers a scalable, low-carbon alternative to conventional cement using multiple industrial wastes.

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、石炭灰やレッドマッドなどの産業廃棄物の有効活用が課題。本研究成果は、SSBJや統合報告書でのScope 3削減(建材由来)に貢献しうる技術的選択肢を示す。ただし、日本国内での適用には国内規制や材料特性の検証が必要。

In the global GX context

Globally, this research aligns with the push for low-carbon construction materials, a key component of net-zero transitions under frameworks like the Paris Agreement and ISSB standards. By eliminating commercial alkali activators, it reduces both cost and carbon footprint, offering a scalable solution for countries with abundant industrial waste.

👥 読者別の含意

🔬研究者:Provides a novel quaternary geopolymer composition that could inspire further optimization for different waste streams and curing conditions.

🏢実務担当者:Demonstrates a pathway to produce low-carbon concrete from on-site industrial wastes, potentially reducing raw material costs and Scope 3 emissions for construction firms.

🏛政策担当者:Highlights the potential of industrial symbiosis for decarbonizing the building sector, which could inform waste management regulations and green procurement policies.

📄 抄録(日本語訳)

産業廃棄物であるフライアッシュ、レッドマッド、リン石膏、カルシウムカーバイドスラグを用いた、商業用アルカリ活性化剤を必要としない低炭素・クリンカーフリーの四成分系ジオポリマーを開発した。四成分系ジオポリマーモルタルの力学性能を様々な調合割合と養生条件下で調査し、選定した試料の流動性、微細構造特性、溶出挙動をさらに検討した。リン石膏とカルシウムカーバイドスラグの添加量がともに15%のとき、モルタルの流動性は175 mmに達した。水中養生下では、28日圧縮強度は14.09 MPaに達した。密封養生は、C-(A)-S-HゲルとAFtの生成を促進することでマトリックスの緻密化を高め、その結果、28日圧縮強度が33%増加した。高温密封養生は本システムには不適切であることが判明した。微細構造分析により、細孔を充填し全体的な空隙率を低減する水和生成物の相乗効果が確認された。溶出試験では、重金属濃度が中国の規制値を大幅に下回り、環境安全性が確保された。本研究は、商業用アルカリ活性化剤を使用せずに調製した新規の四成分系ジオポリマーシステムを確立し、複数の産業廃棄物の相乗的利用を可能にし、従来のセメント材料に代わる拡張可能で低炭素な代替手段を提供するものである。

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。

📄 Abstract(原文)

Developing geopolymer materials as sustainable alternatives to traditional cement-based products has become a major research focus in the field of green construction materials. However, conventional geopolymers typically depend on commercial alkali activators, which increase both cost and carbon emissions and hinder large-scale application. To address this limitation, this study developed a low-carbon, clinker-free quaternary geopolymer using fly ash, red mud, phosphogypsum, and calcium carbide slag-without the need for commercial alkali activators. The mechanical performance of quaternary geopolymer mortars was investigated under various mix proportions and curing conditions, and the fluidity, microstructural characteristics, and leaching behavior of selected samples were further examined. When the dosage of phosphogypsum and calcium carbide slag was both 15%, the mortar fluidity reached 175 mm. Under water curing, the 28-day compressive strength reached 14.09 MPa. Sealed curing enhanced the matrix densification by promoting the formation of C-(A)-S-H gel and AFt, resulting in a 33% increase in the 28-day compressive strength. High-temperature sealed curing was found unsuitable for this system. Microstructural analyses confirmed the synergistic effects of hydration products, which filled pores and reduced overall porosity. Leaching tests showed heavy metal concentrations well below Chinese regulatory limits, ensuring environmental safety. This study establishes a novel quaternary geopolymer system prepared without commercial alkali activators, enabling synergistic utilization of multiple industrial wastes and offering a scalable, low-carbon alternative to conventional cement materials.

🔗 Provenance — このレコードを発見したソース

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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。