2022 Fiscal Year Annual Research Report
Eco-friendly biocementation of geomaterials using acid urease and bone meal
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22H01581
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
川崎 了 北海道大学, 工学研究院, 教授 (00304022)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 酸性ウレアーゼ / 骨粉 / リン酸カルシウム化合物 / バイオセメンテーション / 地盤材料 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
初年度となる令和4年度は，①微生物由来の酸性ウレアーゼの探索，②リン酸カルシウム化合物（CPC）室内析出試験，③小型容器を用いた地盤材料の室内固化試験，について実施した。得られた主な成果の概要は，次のとおりである。
①微生物由来の酸性ウレアーゼの探索：自然の植物や自家製の漬物の糠床などを対象としたウレアーゼ活性を有する乳酸菌の分離・単離試験を実施し，単離した菌株の遺伝子解析（16S rRNA遺伝子）を行った。その結果，糠床から乳酸菌と同定された4菌株を単離することに成功したが，いずれもウレアーゼ活性が非常に低いことがわかった。このため，引き続きウレアーゼ活性が高い乳酸菌の探索を行いながら，単離した4菌株のウレアーゼ活性を高める方策について検討を実施した。
②リン酸カルシウム化合物（CPC）室内析出試験：CPCの析出および結晶化に適した条件について検討するため，試験管を用いた室内CPC析出試験を実施した。また，リン酸源に関しては，高価な試薬に比べて安価な代替品（例えば，食品廃棄物である動物や魚の骨など）の適用性について検討を行った。さらに，CPC析出物のXRD分析を実施した。その結果，リン酸源としては，動物（牛と豚）の骨粉およびマグロの骨が適用可能であることがわかった。また，尿素の濃度が高くなるほど，CPCの析出量が増加する傾向が見られた。さらに，XRD分析より，CPCの結晶としてBrushiteやMonetiteが析出することがわかった。
③小型容器を用いた地盤材料の室内固化試験：市販の酸性ウレアーゼ試薬を用いて，CPCによる地盤材料の室内固化試験を内径2cmのシリンジを用いて実施した。その結果，固化した供試体の針貫入試験によって得られた推定一軸圧縮強さ（推定UCS）は，尿素の添加割合に対応して増加する傾向が見られ，最大の推定UCSとしては試験開始から3週間後に約2 MPaとなることがわかった。
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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
令和4年度における研究の目的，実施計画，経費などの策定が適切であったこと，また，期待された研究成果が概ね順調に得られたこと，さらに，研究代表者に健康上の問題が発生しなかったことなどが，主な理由として考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初計画のとおり，令和5年度においては，①微生物由来の酸性ウレアーゼの探索，②リン酸カルシウム化合物（CPC）室内析出試験，③小型容器を用いた地盤材料の室内固化試験，の3項目について実施する。
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Research Products
(47 results)
