AI-Based Research and Experimental Analytical Assessment of Environmental and Economic Impacts of Fly Ash Utilization in Building Projects

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

🔬研究者:Offers a comprehensive LCA and AI modeling framework for comparative assessment of sustainable concretes.

🏢実務担当者:Demonstrates how geopolymer concrete can reduce carbon footprint and lifecycle costs, making it practical for adoption.

🏛政策担当者:Highlights the potential of fly ash-based concrete to contribute to national carbon reduction targets.

建設産業は、主に従来のコンクリート（CC）における普通ポルトランドセメント（OPC）の広範な使用により、世界の炭素排出に大きく寄与している。セメント製造はエネルギー集約型であり、相当量のCO₂排出の原因となっており、環境悪化と気候変動をもたらしている。さらに、従来のコンクリートは、硫酸塩攻撃、酸への曝露、高温などの過酷な環境条件にさらされると、耐久性に関する課題を示す。このような状況において、フライアッシュや高炉水砕スラグ（GGBS）などの産業副産物をアルカリ溶液で活性化させて合成されるジオポリマーコンクリート（GPC）は、有望な持続可能な代替材料として浮上している。本研究は、GPCを従来のM-30グレードコンクリートと比較することにより、建築プロジェクトにおけるフライアッシュ利用の環境的および経済的影響について、AIベースの研究および実験的分析評価を提示するものである。実験方法論には、水酸化ナトリウム（NaOH）およびケイ酸ナトリウム（Na₂SiO₃）溶液で活性化した結合材としてフライアッシュとGGBSを用いたM-30グレードGPCの設計と開発が含まれる。機械的性能は、立方体、円柱、および梁の試験体に対する圧縮強度、割裂引張強度、および曲げ強度試験を用いて評価される。耐久性評価には、多孔性と透水性を評価するための吸水試験、化学的耐久性を分析するための酸および硫酸塩抵抗性試験、ならびに高温下での性能を評価するための耐熱性試験が含まれる。さらに、GPCとCCの両方に関連するCO₂排出量、体積エネルギー、および環境影響を定量化するために、包括的なライフサイクルアセスメント（LCA）が実施される。AIベースの分析モデリング手法を用いて、性能傾向の予測、配合割合の最適化、および持続可能性指標の評価が行われる。提案される研究は、GPCとCCの強度、耐久性、炭素フットプリント、および費用対効果を評価するための比較枠組みを確立することを目的としている。期待される成果には、OPCの部分的または完全な置換によるCO₂排出量の大幅な削減、過酷な環境への耐性の向上、熱安定性の強化、ならびに維持管理およびライフサイクルコストの削減による長期的な経済的利益が含まれる。AI駆動型分析は、持続可能な建設慣行のための予測精度と意思決定を改善することが期待される。本研究は、機械的性能と耐久性を損なうことなく、特にM-30グレード建設において、ジオポリマーコンクリートを構造用途向けの従来のコンクリートに対する技術的に実行可能で、環境的に持続可能であり、経済的に実現可能な代替材料として提案して結論付ける。

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 construction industry significantly contributes to global carbon emissions, primarily due to the extensive use of Ordinary Portland Cement (OPC) in conventional concrete (CC). Cement manufacturing is energy-intensive and responsible for substantial CO₂ emissions, leading to environmental degradation and climate change. Additionally, conventional concrete exhibits durability challenges when exposed to aggressive environmental conditions such as sulfate attack, acid exposure, and high temperatures. In this context, Geopolymer Concrete (GPC), synthesized using industrial by-products such as fly ash and Ground Granulated Blast Furnace Slag (GGBS) activated by alkaline solutions, has emerged as a promising sustainable alternative. This research presents an AI-based research and experimental analytical assessment of the environmental and economic impacts of fly ash utilization in building projects by comparing GPC with conventional M-30 grade concrete. The experimental methodology involves the design and development of M-30 grade GPC using fly ash and GGBS as binder materials activated with sodium hydroxide (NaOH) and sodium silicate (Na₂SiO₃) solutions. Mechanical performance will be evaluated using compressive, split tensile, and flexural strength tests on cube, cylinder, and beam specimens. Durability assessment will include water absorption tests to evaluate porosity and permeability, acid and sulfate resistance tests to analyze chemical durability, and thermal resistance tests to assess performance under elevated temperatures. Furthermore, a comprehensive Life Cycle Assessment (LCA) will be conducted to quantify CO₂ emissions, embodied energy, and environmental impacts associated with both GPC and CC. AI-based analytical modeling techniques will be employed to predict performance trends, optimize mix proportions, and evaluate sustainability indicators. The proposed work aims to establish a comparative framework for assessing strength, durability, carbon footprint, and cost-effectiveness of GPC and CC. Expected outcomes include significant reduction in CO₂ emissions due to partial or complete replacement of OPC, improved resistance to aggressive environments, enhanced thermal stability, and long-term economic benefits through reduced maintenance and lifecycle costs. AI-driven analysis is anticipated to improve predictive accuracy and decision-making for sustainable construction practices. The study concludes by proposing geopolymer concrete as a technically viable, environmentally sustainable, and economically feasible alternative to conventional concrete for structural applications, particularly in M-30 grade construction, without compromising mechanical performance and durability.

• semanticscholar https://doi.org/10.65521/intjournalrecadvengtech.v15i1.1535first seen 2026-06-29 07:07:42 · last seen 2026-08-09 05:51:03