2017 Fiscal Year Annual Research Report
微生物代謝を利用したコンクリートのひび割れ等の補修方法の実用化に関する研究
| Project/Area Number |
15H04025
|
|---|
| Research Institution | Ehime University |
|---|
Principal Investigator |
氏家 勲 愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 教授 (90143669)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岡崎 慎一郎 香川大学, 工学部, 准教授 (30510507)
河合 慶有 愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 講師 (90725631)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
|
| Keywords | バイオグラウト / コンクリート / 補修 / ひび割れ / 漏水 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究はひび割れ補修に加えて経路が不明な漏水箇所の補修に着目し、微生物の代謝による炭酸ガスとカルシウム源との反応により析出する炭酸カルシウムを充填材（以下、バイオグラウト）とする補修方法の実用化に向けて、炭酸カルシウムの生成効率が良いバイオグラウトの条件（微生物の種類、配合、温度など）を見出すことおよびひび割れや漏水個所への充填方法について検討することを目的としている。平成29年度に得られた成果・実績は以下のとおりです。
ひび割れを模擬したコンクリート版で形成される隙間（幅0.2-0.6mm）をバイオグラウトで充填する実験を行った。供試体間の隙間にバイオグラウトを充填しただけでは隙間を埋めるだけの炭酸カルシウムが析出しないことから、バイオグラウトを隙間に流し続けることで隙間を充填できるかを検討した。隙間の幅全域からバイオグラウトを流すと数日で漏水しなくなるが、入り口付近のみにしか炭酸カルシウムが析出していないことが分かった。そこで、バイオグラウトの流入口を2つに分け、漏水し無くなれば別の流入口からバイオグラウトを流入させることを繰り返すことにより供試体間の隙間全域に炭酸カルシウムが析出し、隙間の漏水補修をすることができた。
また、USGS（United States Geological Survey，アメリカ地質調査所）により開発された地球化学コードであるPHREEQCを用いて、バイオグラウトにおける炭酸カルシウムの析出解析モデルの構築を行い、バイオグラウトのpH変化と炭酸カルシウムの結晶別の析出の追跡を行った。その結果、解析ではカルサイトのみの析出であり，アラゴナイトの析出は見られず，実験と同じ傾向となった。炭酸カルシウムの析出量は，解析した7ケースのうち6ケースでは実験値と解析値は概ね一致した．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初懸念していたバテライトの析出も見られず、この懸念課題に対する検討がないこともあり、予定通り研究が進捗していると考えている。
|
| Strategy for Future Research Activity |
バイオグラウトの漏水箇所の補修に関しては実際の漏水箇所において適用可能かどうかを検討する予定である。ただし、実際の漏水箇所において実施が困難な場合はそのよう状況を模した供試体を作製して、実際の温度環境下で析出状況や大量に作製した場合の状況など実用性に関して検討する。
イースト菌以外の微生物に関しては枯草菌の一種である納豆菌を用いたバイオグラウトについて検討する。納豆菌は好気性菌であることから、カプセルに閉じ込めることにより自己治癒機能を有する補修材の開発についても検討する。
微生物代謝による炭酸カルシウム析出解析に関しては平成29年度は溶液中が平衡状態であることを仮定した解析にとどまっているが、平成30年度は炭酸カルシウム析出の反応速度式を考慮することで，炭酸カルシウムの析出量の時刻歴変化を追跡できるように検討する。
|
| Remarks |
研究代表者の所属する研究室のHPの研究紹介において、概要と成果の一部をpdfで添付している。
|
