2019 Fiscal Year Annual Research Report
Effect of apatite-treated coal fly ash amendment on soil water retention capacity and its field test
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18H01567
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
高橋 史武 東京工業大学, 環境・社会理工学院, 准教授 (00414376)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高岡 昌輝 京都大学, 工学研究科, 教授 (80252485)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 石炭灰 / リサイクル / 乾燥地 / 水分保持能 / アパタイト処理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和元年度は、平成30年度に引き続き水分保持能が増加するメカニズムの解明を目指した。石炭灰複合層の表面形状、親水性、石炭灰と土壌の団粒構造特性などが水分保持能に起因していると考えられ、どのような要素が水分保持能の支配的要因となっているか明らかにすることを目的とした。
水分保持機能の測定では同条件にて繰り返し実験を3回以上行い、統計分析によって水分保持能に与える効果（水分保持能が増加する効果と減少する効果の両者）が有意であるとされた条件のみ「効果あり」とし、それ以外ではて水分保持能の増減は実験誤差によるものとした。昨年度、粒子表面形状、粒子径分布、比表面積、撥水性、毛管水量、pF値それぞれは水分保持能と強い相関を有さず、水分保持能はこれらの要因が複雑かつ相互的に関与していること、一方で水分保持能の変化量は、比表面積や毛管水量の変化量で良く説明できることを見出した。そこで本年度ではポリビニルアルコール（PVA）とセルロースを用いてマクロポア以上の多孔性構造を石炭灰から作成し、それにより水分保持能を増加させるアプローチを試みた。多孔質材はハニカム様の六角形形状などの3次元構造を形成しており、PVA添加割合を増加することで圧縮強度が増加するが多孔性は減少すること、セルロース添加によって多孔性を増加させつつ圧縮強度も増加できることを見出した。PVAとセルロース添加によって多孔質材の水分保持能を増加させることができ、それはPVA由来の官能基の他に形成された孔隙による水分保持も寄与していることを見出した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
2019年8月より現地実験を行う予定であったが、処理した石炭灰そのものを土壌添加するのではなく、石炭灰から多孔性構造体を作成し、それに添加することで水分保持能を増加させるアプローチを試みることにした。多孔性構造体の作成試験のため現地実験を2020年1月以降に延期させることになったため、やや遅れていると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
多孔性構造体の作成試験が順調に進んでいたことから、2020年4月より現地実験を行う予定であった。しかし新型コロナウィルスの世界的流行により、予定していた中国・内モンゴル自治区での現地実験がほぼ不可能となったことから、国内においてラボスケールでの検証実験によって代替させることとした。
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