2017 Fiscal Year Research-status Report
造粒固化処理土の高耐久性化と長期繰返し疲労変形特性の解明
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16K06488
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
早野 公敏 横浜国立大学, 大学院都市イノベーション研究院, 教授 (40302632)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 土質改良 / リサイクル / 有効利用 / 建設資源 / 地盤工学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
建設工事で発生する泥土は，細かい粒径の土砂で水分を多く含むため，そのままでは有効利用できない．そのため，脱水したりセメントを添加したりして泥土の性質を改善することにより利用されてきたが，他の建設副産物に比較して利用率が低い．具体的な状況として，脱水処理する場合には，脱水した泥土の強度や硬さが十分でないために，利用用途が限られることが多い．一方，セメント添加で処理する場合には，現場で必要となるまでセメントを添加できず，その間，周囲を囲えるヤードで泥土を保管する必要があり，容量の制約から，製造量の柔軟性に乏しい．
そこで申請者は，有効利用技術の一つとして造粒による改良技術に着目した．本研究では固化材を効率よく混合するための泥土のほぐし材として吸水性材料を利用し，最小限の加水によって改良土の高耐久性化を図る．昨年度は泥土のほぐし材としての吸水性材料の選定を行った．
今年度は昨年度に吸水性材料として好適として選定したペーパースラッジ（PS）灰系改良材を泥土に添加して改良土を作製し，養生が改良土の強度特性に及ぼす影響を調べるとともに，養生にともなう物性変化の要因を検討した．その結果，PS灰系改良材の吸水性能は経時変化しないにも関わらず，養生にともない液性指数が低下しPS灰系改良土が硬化すること，またコーン指数はゆるやかに増加し液性指数と一義的な関係があることが明らかになった．一方，PS灰系改良材の成分組成は普通ポルトランドセメントのものに定性的に類似し，養生にともないPS灰系改良土にエトリンガイトが生成することが確認された．このエトリンガイト生成などによるPS灰系改良土中の拘束水量の経時変化を，40℃加熱の含水比試験結果により評価した結果，液性指数の変化とよい相関が認められ，さらに拘束水量に基づいて評価したコーン指数は実測値に比較的一致した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
昨年度吸水性材料として選定したペーパースラッジ（PS）灰系改良材を用いて泥土に添加して改良土を作製し，養生がPS灰系改良土の強度特性に及ぼす影響を調べるとともに，養生にともなう物性変化の要因を検討した．その結果，以下の知見が得られた．
(1) 本研究に用いたPS灰系改良材は，近年のPS灰の細粒化の傾向に整合する形で細粒分が多いものの，従来と同様の吸水性能が認められた．ただし，吸水性能そのものに経時変化が認められなかった．
(2) 吸水性能が経時変化しないにも関わらず，改良土は密閉養生下でも養生期間の経過にともない液性指数が低下し硬化することが明らかになった．またコーン指数は養生とともにゆるやかに増加し，液性指数との一義的な関係が認められた．
(3) PS灰改良材の成分組成に着目すると，エネルギー分散型X線分光法(EDS)により普通ポルトランドセメントのものに定性的に類似していることが明らかになった．また改良土のXRDの結果から，110℃環境では非晶質化するエトリンガイトが養生にともない改良土に生成していることが認められた．
(4) このエトリンガイト生成による拘束水の増加が物性変化の要因と考えられ，拘束水の経時変化を，40℃加熱の含水比試験結果により算出したところ，改良土の液性指数の変化とよい相関が認められた．さらに算出した拘束水に基づいて，改良土のコーン指数を予測したところ，実測値に比較的一致した．すなわち拘束水の経時変化を，エトリンガイトが非晶質化しない加熱温度の含水比試験などにより調べることで，養生にともなう改良土の強度特性の変化を評価することが可能であると考えられる．
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| Strategy for Future Research Activity |
選定した吸水性材料を泥土に混合し（吸水混合し）固化材を添加して改良土を作製し，改良土の強度と均質性の評価を行うとともに，適切な加水量の分析を行う．また吸水混合を利用した改良土の品質に，固化材の種類や添加手順が及ぼす影響を調査する．具体的には固化材として普通ポルトランドセメントのほかに，高炉B種セメント，地盤改良用セメントを用いて，吸水混合による改良土を作製する．固化材の種類が変化しても，吸水混合が成立するかどうか，そして土壌環境基準に適合するかどうかの検証を実施する．
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