汚染地盤の基礎工に活用する吸水性高分子ゲルの劣化特性と耐薬品性・耐久性の評価手法
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21K04251
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 22030:Geotechnical engineering-related
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
梅崎 健夫 信州大学, 学術研究院工学系, 教授 (50193933)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
河村 隆 信州大学, 学術研究院工学系, 准教授 (50324231)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | 地盤工学 / 汚染地盤 / 杭基礎 / 吸水性高分子 / 摩擦低減 / 遮水 / 熱劣化 / 長期耐久性 |
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| Outline of Research at the Start |
災害廃棄物処分場における，汚染物質の安定的な遮断・漏出防止，跡地の高度利用のための基礎杭打設方法として，吸水性高分子の活用が期待されている．吸水性高分子は，地下水との接触により吸水ゲル化し，その機能（膨潤性，遮水性，摩擦低減性）を発揮する．
吸水ゲルの①流動性，②透水係数（遮水性），③ゼリー強度（せん断抵抗）に着目して，①～③に対する耐薬品性・耐久性の評価と耐久年数の定量評価を行う．そのために，過度な環境要因により吸水ゲルを強制劣化（プレ劣化）させ，劣化特性を明らかにする．プレ劣化試料に純水や汚染水を考慮した水溶液を加えたプレ劣化供試体（吸水ゲル）に対して，①～③の高温促進試験を実施する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
最終年度に実施した研究の成果
(a)吸水性高分子（FRC）膨潤ゲルの化学物質に対する耐久性：濃度の異なる人工海水に対する簡易流動性試験とゼリー強度試験（高温条件：時間促進試験）を実施した．「土の一般条件B」の水溶液の結果と合わせて比較検討し，地盤中の化学物質に対する耐久性（耐薬品性，長期耐久性）を実証した．
(b)プレ劣化FRC粉末の膨潤・透水試験：前年度に引き続き，プレ劣化条件（温度T0，時間t0）の異なる追加試験を実施した．①著しく熱劣化した場合においても，膨潤倍率は小さくなるが一定値に収束し，膨潤性は失われない．②熱劣化後の透水係数は大きくなるが，劣化後も十分な止水性を有する．
(c)プレ劣化FRC粉末を用いた膨潤ゲルの熱劣化試験：プレ劣化粉末（T0=200℃，t0=30,50,70h）の膨潤ゲル（膨潤倍率Ra=30g/g）に対して，高温条件（T1=50,60,70℃，t1=0～200h）の簡易流動性試験を実施した．試験データに新たな提案手法とラーソン・ミラー法を適用して耐久時間を定量評価した．膨潤ゲル（Ra=30g/g，T0=15℃）の流動性が1/3程度劣化するまでの耐久時間は193年である．
研究期間全体を通じて実施した研究の成果
(1)地盤中の化学物質に対するFRC膨潤ゲルの耐久性（耐薬品性，長期耐久性）を実証した．(2)高温条件（温度：T0=200℃以上，時間：t0）の条件を変化させることにより，FRC粉末の劣化程度を調整できる（プレ劣化粉末）．(3)プレ劣化FRC粉末の膨潤・透水試験：熱劣化により膨潤倍率は小さくなるが，最大膨潤圧は変化しない．熱劣化が著しく促進した場合においても，膨潤性は失われず，十分な止水性が保たれる．(4)地盤内における最大膨潤倍率Ra=30g/gに対して，新たな提案手法とラーソン・ミラー法を適用することにより，耐久時間を定量評価した．
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Report
(3 results)
Research Products
(10 results)
