2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of low-carbon PC grout with crack self-healing function using microorganisms
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17K00607
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| Research Institution | National Institute of Technology, Kumamoto College |
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Principal Investigator |
松家 武樹 熊本高等専門学校, 拠点化プロジェクト系先端研究コアグループ, 准教授 (40517554)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
富澤 哲 熊本高等専門学校, 生産システム工学系BCグループ, 講師 (90634709)
本田 晴香 (古賀晴香) 熊本高等専門学校, 拠点化プロジェクト系教育連携コアグループ, 助教 (90756983)
松谷 祐希 近畿大学, 工学部, 助教 (80757120)
岩坪 要 熊本高等専門学校, 生産システム工学系ACグループ, 教授 (60290839)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | PCグラウト / ローカーボン / 微生物 / 自己治癒 / 粘度特性 / 力学特性 / 温度応力解析 / サステイナビリティ評価 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
PCグラウトはコンクリート道路橋で用いられる重要な建設材料であるが、製造時に多量のCO2を排出する。また、収縮に伴うひび割れの修復は多量のエネルギーを要する大規模なものとなり、必然的に多量のCO2を排出する。PCグラウトはコンクリート内部に存在する構造だからである。本研究では従来の「レオロジー性能・力学性能」に加え、(1)新たに「ローカーボン性能」および「収縮性能、耐久性能」等の指標を取り入れた配合条件の最適化と練混ぜシステムを確立し、PCグラウトの高性能化を図る（材料工学的アプローチ）。(2)PCグラウト特有の環境下で生存する微生物を創出し、その微生物から分泌される高強度の接着タンパク質形成を利用したひび割れ部への自己治癒機能の検証を行い、PCグラウトの長寿命化を目指す（生物工学的アプローチ）。これら2つの側面からのアプローチを達成することにより、本研究目的である「ローカーボン性能を有するPCグラウトの開発」を実現する。
最終年度は、材料工学的アプローチとして尿素およびフライアッシュならびに高炉スラグ微粉末の3つの混和材料を組み合わせたPCグラウトの諸特性を3つの指標（強度指数、CO2指数、コスト指数）に基づきサステイナビリティ評価を行った。さらにPCグラウトの発熱がPCグラウト近傍のコンクリートに及ぼす影響について、温度応力解析により評価を行った。一方、生物工学的アプローチとしては、PCグラウトに微生物を混合した際の粘度特性、力学特性、微生物の生存に対する影響を評価した。さらにPCグラウトの硬化温度にイースト菌と好アルカリ性細菌のBacillus haloduranasをさらし、生存をコロニー数により評価した。
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