Advanced Technology for treatment/disposal of hazardous materials based on unified evaluation of concrete and soil

• Project/Area Number: 18KK0120
• Research Category: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 22:Civil engineering and related fields
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 半井 健一郎 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 教授 (10359656)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高橋 佑弥 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (10726805) ; 森 勝伸 高知大学, 教育研究部総合科学系複合領域科学部門, 教授 (70400786) ; 乾 徹 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (90324706)
• Project Period (FY): 2018-10-09 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥17,810,000 (Direct Cost: ¥13,700,000、Indirect Cost: ¥4,110,000); Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2020: ¥7,540,000 (Direct Cost: ¥5,800,000、Indirect Cost: ¥1,740,000); Fiscal Year 2019: ¥7,930,000 (Direct Cost: ¥6,100,000、Indirect Cost: ¥1,830,000); Fiscal Year 2018: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
• Keywords: コンクリート / 地盤 / 重金属 / 廃棄物処分

Outline of Annual Research Achievements

10月に共同研究相手のポールシェラー研究所からNikolaos Prasianakis博士（グループ長）とGeorg Kosakowski博士を招聘し，高知大学でセミナー，広島大学や東京大学にて学生向けのミニ講演会を開催するとともに，研究成果の最終的なとりまとめに向けた議論を行った．高知大学海洋コア国際研究所の研究者などとも意見交換を行うことにより，本研究成果を他分野で活用する可能性についても議論を行った．
また，研究代表者の半井，共同研究者の高橋，森，乾が共同研究相手のポールシェラー研究所を訪問し，これまでの研究成果（半井の放射性廃棄物処分におけるセメント系バリア，高橋のセメント系材料による重金属の吸着や溶出，森による湖沼環境における放射性物質の挙動，乾による廃棄物処分における粘土系バリアなど）を共有するとともに，今後の展開について議論を行った．特に，セメントによる重金属の吸着や溶出に関して取得した実験データに関して，ポールシェラー研究所にて開発した地球化学モデルGEMSを用いて再現し，機構の解明に向けた詳細な考察を行った．また，ベルン大学との連携により，本研究成果を一般廃棄物処分の分野においても活用するための方策についても議論を行った．
以上の議論を通し，今後のさらなる連携強化や応用研究のために，スイス側より「Special Call for Applied Research Partnership Grants with East and Southeast Asia」に，半井を主たる海外パートナーとして申請を行った．

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

コロナ禍で渡航の延長をしたことによって全体スケジュールが遅延し，また，その後のスケジュール調整に難航したことなどもがあったが，今年度は双方向の対面交流も実現でき，新たな申請も行うことができた．

Strategy for Future Research Activity

延長後の最終年度となることから，これまでの成果を英文ジャーナルにおける国際共著論文の形として発表するとともに，すでにスイス側で申請済みの研究助成も含め，次の展開に結び付ける研究活動を行う．

Research Products

• [Int'l Joint Research] ポールシェラー研究所/ベルン大学(スイス)
• [Int'l Joint Research] ポールシェラー研究所(スイス)
• [Int'l Joint Research] ポールシェラー研究所(スイス)
• [Int'l Joint Research] ポールシェラー研究所(スイス)
• [Journal Article] 火山灰質土中のセメント系固化材反応とアロフェンによる反応阻害影響に関する検討 (2024)
  • Author(s): 高橋佑弥
  • Journal Title: セメント・コンクリート Volume: 924 Pages: 41-47
• [Journal Article] FACTORS AFFECTING THE SORPTION PERFORMANCE OF MODIFIED GEOSYNTHETIC MATERIALS WITH HEAVY METAL SORPTION ABILITY (2023)
  • Author(s): NISHIDA Shion、MURANAKA Ryunosuke、INUI Toru、OGATA Sho、ITAYA Yuki
  • Journal Title: Geosynthetics Engineering Journal Volume: 38 Issue: 0 Pages: 170-177
  • DOI: 10.5030/jcigsjournal.38.170
  • ISSN: 1344-6193, 1883-146X
  • Year and Date: 2023-10-14
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Low-Level Radioactive Waste Disposal in Japan and Role of Cementitious Materials (2022)
  • Author(s): Nakarai Kenichiro、Niwase Kazuhito、Miyamoto Masanori、Sasaki Tai
  • Journal Title: Journal of Advanced Concrete Technology Volume: 20 Issue: 5 Pages: 359-374
  • DOI: 10.3151/jact.20.359
  • ISSN: 1346-8014, 1347-3913
  • Year and Date: 2022-05-16
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] AN EXPERIMENTAL STUDY ABOUT THE STRENGTH DEVELOPMENTS OF SOIL CONTAINING ALLOPHENE IMPROVED BY CEMENT-BASED SOLIDIFYING AGENT AND THE EFFECT OF Ca（OH）₂ ADDITION (2022)
  • Author(s): OKUMURA Taiga、TAKAHASHI Yuya
  • Journal Title: Cement Science and Concrete Technology Volume: 75 Issue: 1 Pages: 396-403
  • DOI: 10.14250/cement.75.396
  • ISSN: 0916-3182, 2187-3313
  • Year and Date: 2022-03-31
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Woodchip-mixing porous mortar’s adsorption of cesium in aqueous media (2022)
  • Author(s): Mori Masanobu、Hiratsuka Ikuto、Itabashi Hideyuki、Nakarai Kenichiro、Inui Toru
  • Journal Title: Journal of Material Cycles and Waste Management Volume: 24 Issue: 4 Pages: 1228-1236
  • DOI: 10.1007/s10163-022-01397-7
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Twenty-two-year investigation of strength development and surface deterioration of cement-treated clay in an in-situ field test (2022)
  • Author(s): Izuo Hidefumi、Nakarai Kenichiro、Kulik Dmitrii A.
  • Journal Title: Cement and Concrete Composites Volume: 134 Pages: 104783-104783
  • DOI: 10.1016/j.cemconcomp.2022.104783
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Calcite Precipitation at Cement–Bentonite Interface. Part 1: Effect of Carbonate Admixture in Bentonite (2021)
  • Author(s): Nakarai Kenichiro、Shibata Masahito、Sakamoto Hiroyuki、Owada Hitoshi、Kosakowski Georg
  • Journal Title: Journal of Advanced Concrete Technology Volume: 19 Issue: 5 Pages: 433-446
  • DOI: 10.3151/jact.19.433
  • NAID: 130008043177
  • ISSN: 1346-8014, 1347-3913
  • Year and Date: 2021-05-25
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Calcite Precipitation at Cement–Bentonite Interface. Part 2: Acceleration of Transport by an Electrical Gradient (2021)
  • Author(s): Nakarai Kenichiro、Watanabe Masaki、Koibuchi Kiyoshi、Kosakowski Georg
  • Journal Title: Journal of Advanced Concrete Technology Volume: 19 Issue: 5 Pages: 447-461
  • DOI: 10.3151/jact.19.447
  • NAID: 130008043176
  • ISSN: 1346-8014, 1347-3913
  • Year and Date: 2021-05-25
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Hydraulic and sorption performances of soil amended with calcium-magnesium composite powder against natural arsenic contamination (2020)
  • Author(s): Mo Jialin、Flores Giancarlo、Inui Toru、Katsumi Takeshi
  • Journal Title: Soils and Foundations Volume: 60 Issue: 5 Pages: 1084-1096
  • DOI: 10.1016/j.sandf.2020.05.007
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Dynamic Four-step Sequential Extraction Procedure Using a Four-channel Circulating Flow System for Extracting Cd, Cu, Pb, and Zn from Solid Environmental Samples (2019)
  • Author(s): ZHAO Meichao、SHINOZAKI Haruka、ITABASHI Hideyuki、KOZAKI Daisuke、MORI Masanobu
  • Journal Title: Analytical Sciences Volume: 35 Issue: 10 Pages: 1089-1096
  • DOI: 10.2116/analsci.19P077
  • NAID: 130007726169
  • ISSN: 0910-6340, 1348-2246
  • Year and Date: 2019-10-10
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Hydraulic performance and chemical compatibility of a powdered Na-bentonite geosynthetic clay liner permeated with mine drainage (2019)
  • Author(s): Angelica Naka, Giancarlo Flores, Toru Inui, Hirofumi Sakanakura, Takeshi Katsumi
  • Journal Title: Soils and Foundations Volume: Volume 59, Issue 5 Issue: 5 Pages: 1128-1147
  • DOI: 10.1016/j.sandf.2019.02.005
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Physicomechanical properties and durability of a new lightweight porous mortar utilizing woodchips (2019)
  • Author(s): Kenichiro Nakarai, Yuji Suzuki, Masanobu Mori, Lanh Si Ho, Akira Arai, Yusuke Kobayashi
  • Journal Title: Journal of Cleaner Production Volume: 235 Pages: 158-165
  • DOI: 10.1016/j.jclepro.2019.06.244
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Enhanced radiocesium uptake by rice with fermented bark and ammonium salt amendments (2019)
  • Author(s): Sun Xiaotong、Kobayashi Shizusa、Tokue Ai、Itabashi Hideyuki、Mori Masanobu
  • Journal Title: Journal of Environmental Radioactivity Volume: 202 Pages: 59-65
  • DOI: 10.1016/j.jenvrad.2019.02.008
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] Leaching of Cr(VI) in stabilized clay compacted with recycled concrete aggregates (2023)
  • Author(s): Ruangsangthong, A., Inui, T., and Ogata, S.
  • Organizer: 9th International Congress on Environmental Geotechnics
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Effect of Additional Calcium Hydroxide on the Solidification of Volcanic Ash Soil containing Allophane (2021)
  • Author(s): Taiga Okumura and Yuya Takahashi
  • Organizer: The 9th International Conference of Asian Concrete Federation
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Strength development and hydration progress of a cement-based solidifying agent used in cement-treated soil containing volcanic mineral components (2021)
  • Author(s): Segawa, I., Takahashi, Y., and Igarashi, G.
  • Organizer: 4th international RIELM conference on Microstructure Related Durability of Cementitious Composites
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] ソイルベントナイト地中連続遮水壁内部の応力状態に関する実験的検討 (2021)
  • Author(s): 福田光毅・乾 徹・緒方 奨・高井敦史・勝見 武
  • Organizer: 第56回地盤工学研究発表会
• [Presentation] 水酸化カルシウムの添加がアロフェンを含む火山灰質土のセメント改良に与える影響の分析 (2021)
  • Author(s): 奥村太河，高橋佑弥
  • Organizer: 第73回セメント技術大会
• [Presentation] 吸着能を有するジオシンセティックス複合材の砒素吸着性能とその時間依存性 (2020)
  • Author(s): 魚見太志・緒方 奨・乾 徹
  • Organizer: 土木学会第75回年次学術講演会
• [Presentation] リグニンから機能性炭素材料の生成におけるNH3処理の影響 (2020)
  • Author(s): 田村隆典，森みかる，久安駿弘磨，生田雄己，小﨑大輔，石井孝文，尾崎純一，森 勝伸
  • Organizer: 2020年日本化学会中国四国支部大会 島根大会
• [Presentation] 重金属イオンを担持させたリグニンからの機能性炭素材料への変換技術 (2020)
  • Author(s): 久安駿弘磨，森みかる，田村隆典，生田雄己，小崎大輔，石井孝文，尾崎純一，森 勝伸
  • Organizer: 第69回分析化学年会
• [Presentation] 多流路循環型抽出装置を用いた水銀の逐次抽出法の検討 (2020)
  • Author(s): 濱崎真一，土居睦卓，山本陽大，小﨑大輔，森 勝伸
  • Organizer: 2020年日本化学会中国四国支部大会 島根大会
• [Presentation] グラフェン構造を有するリグニン由来のカーボン生成の機構解明(Ⅰ) (2020)
  • Author(s): 生田雄己, 森みかる, 田村隆典, 久安駿弘磨, 小﨑大輔, 石井孝文, 尾崎純一, 森 勝伸
  • Organizer: 第69回分析化学年会
• [Presentation] 水和物組成に基づいたセメント系固化材による火山灰質土の固化特性の分析 (2020)
  • Author(s): 高橋佑弥，瀬川出，五十嵐豪
  • Organizer: 第74回セメント技術大会
• [Presentation] Strength Development and Hydration Progress of a Cement-Based Solidifying Agent Used in Cement-Treated Soil Containing Volcanic Mineral Components (2020)
  • Author(s): Izuru Segawa，Yuya Takahashi，Go Igarashi
  • Organizer: Proceedings of Microdurability 2020
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 粒度の異なる石炭灰混合材料層を対象としたカラムトレーサー試験結果の解析的検討 (2019)
  • Author(s): 廣岡真一・小川翔平・乾徹・溝端良健・井野場誠治・勝見 武
  • Organizer: 第13回環境地盤工学シンポジウム論文集，地盤工学会
• [Presentation] Fundamental study on durability of cement-treated clay in contact with surrounding clay (2019)
  • Author(s): K. Morita, K. Nakarai, L.S. Ho, T. Sasaki
  • Organizer: ICCEE2019
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Ion chromatographic evaluation system with a flow-type photocatalyst reactor for performance of the photocatalyst-modified substrates in the aqueous phase (2019)
  • Author(s): Masanobu MORI
  • Organizer: 2019Asia-Pacific Symposium on Iin Analysis (2019 APIA)
  • Invited