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アスファルト固化処理施設火災爆発事故の中期的課題の対応; 赤外吸収測定によるアスファルト固化体の酸化反応評価

Study of the oxidation reaction in bituminized products by infrared absorption measurements

佐野 雄一; 柴田 淳広; 加藤 良幸; 米谷 雅之; 小山 智造

not registered; not registered; not registered; not registered; Koyama, Tomozo

アスファルト固化処理施設の火災要因の一つとして、エクストルーダ中での空気の巻き込みによるアスファルトの酸化反応が挙げられた。本検討では、摸擬アスファルト固化体(以下、摸擬固化体)の酸化反応を種々の赤外吸収(以下、IR)測定法を用いて検討し、これより得られたアスファルトの酸化反応機構に関する基礎データを踏まえて、実アスファルト固化体(以下、実固化体)のIR測定結果を解析し、実固化体において空気による酸化反応が進行した可能性について評価を行った。摸擬固化体の熱走査IR測定の結果から、空気を断った系においては主に硝酸塩の分解により引き起こされる含酸素官能基の生成反応が進行するのに対し、空気雰囲気においては空気中の酸素との反応による含酸素官能基の生成とともに脱水素反応が進行することを明らかにした。また系の雰囲気により摸擬固化体中の塩成分(シアン化物)の変化の様子が異なる(空気を断った系では新たな反応生成物が生ずるのに対し、空気雰囲気では大きな変化が生じない)ことを確認した。実固化体のIR測定結果からは、火災を発生した29バッチ前後に作られた固化体中では通常バッチに比べアスファルトの酸化反応(含酸素官能基の生成反応)がより進行していることを確認した。さらに、脱水素反応がほとんど進行していないこと及び塩成分中に含まれるシアン化物の構造に変化が見られることから、この酸化反応が空気のない系において塩との反応により進行した可能性が大きいと判断される。

In the investigation of bituminization demonstration facility incident, oxidation reaction of bituminized products with air was considered to be one of the potential causes for the fire incident. In this study, the possibility for the proceeding of the oxidation reaction in bituminized products was investigated with the fundamental data which were obtained from the study on the oxidation reaction in simulated bituminized products by infrared (IR) absorption measurements. The results of IR analysis during the oxidation reaction in the simulated bituminized products showed that functional groups with the oxygen generated mainly under non-air atmosphere, but the dehydrogenation reaction proceeded simultaneously under air atmosphere. It was also recognized that the change of absorption peaks assigned to cyanides in the simulated bituminized products under the non-air atmosphere was different from that under the air atmosphere. The results of IR measurements for the bituminized products in filling room indicated that the oxidation reaction (generation of the functional groups with the oxygen) was occurred more furiously in the bituminized products made at around 29B than that in the normal operation. They also showed a very little contribution of dehydrogenation reaction and the changes of peaks assigned to the cyanides in the bituminized products. These suggest that the oxidation reaction of the bituminized products in the filling room might proceed under the non-air atmosphere.

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