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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

研究課題

研究課題/領域番号 15H04025
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 土木材料・施工・建設マネジメント
研究機関愛媛大学

研究代表者

氏家 勲  愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 教授 (90143669)

研究分担者 岡崎 慎一郎  香川大学, 創造工学部, 准教授 (30510507)
河合 慶有  愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 講師 (90725631)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2018年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2017年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2016年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2015年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
キーワードバイオグラウト / コンクリート / 補修 / ひび割れ / 漏水
研究成果の概要

本研究は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、炭酸カルシウムの析出率の高い条件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。
バイオグラウトの配合やその濃度および温度により炭酸カルシウムの析出率は変化するが、アルカリ緩衝作用を適切に調整することにより、24時間経過後のpHが7.5を下回らないことが炭酸カルシウムの高い析出率が持続する条件であり、また、バイオグラウトを繰り返しひび割れに注入することで止水することができることが明らかとなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で実用化を目指した微生物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とするバイオグラウトをコンクリート構造物の補修材に用いようとする試みは国内では先駆的な研究であり、独創的な補修方法である。また、実用化のために補修箇所の充填に必要な炭酸カルシウムの析出量を定量的に評価する必要があり、バイオグラウトの析出条件を明確にし、析出量を定量的に評価できるようにしたことに学術的意義がある。さらに、本研究から新たな補修方法が開発されることが予想され、今後増加するコンクリート構造物の補修において、その技術向上に大きく貢献しると考えられる。

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2019 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 2件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 6件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Application of bio-based material for concrete repair: case study leakage on parallel concrete slab2019

    • 著者名/発表者名
      Yane Putri Prima、Ujike Isao、Kawaai Keiyu
    • 雑誌名

      MATEC Web of Conferences

      巻: 258 ページ: 01013-01013

    • DOI

      10.1051/matecconf/201925801013

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] APPLICABILITY OF BIO-BASED MATERIALS TO REPAIR WATER LEAKAGE OF CONCRETE2018

    • 著者名/発表者名
      Prima Yane Puteri, Isao Ujike, Keiyu Kawaai
    • 雑誌名

      コンクリート工学年次論文集

      巻: Vol.40 ページ: 1551-1556

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] APPLICABILITY OF BIO-BASED MATERIALS TO REPAIR WATER LEAKAGE OF CONCRETE2018

    • 著者名/発表者名
      Prima Yane Puteri, Isao Ujike, Keiyu Kawaai,
    • 雑誌名

      「コンクリート工学年次論文集

      巻: Vol.40

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Influence of Different Concentration of Tris Buffer Solution on Calcium Carbonate Precipitation in Bio-based Repair Materials2017

    • 著者名/発表者名
      Prima Yane Puteri, Keiyu Kawaai, Isao Ujike, Hiroshi Okuno
    • 雑誌名

      International Journal on Advanced Science, Engineering and Information Technology

      巻: Vol.7, No.5 ページ: 1879-1885

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Influence of the Type of Dry Yeast on Precipitation Rate of Calcium Carbonate in Bio-based Repair Materials2017

    • 著者名/発表者名
      Prima Yane Puteri, Isao Ujike, Keiyu Kawaai,
    • 雑誌名

      Proceedings of International Conference on Bio-based Building materials

      巻: - ページ: 133-139

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Temperature on Precipitation Rate of Calcium Carbonate Produced through Microbial metabolic Process of Bio Materials2016

    • 著者名/発表者名
      Putri, P.Y., Kawaai, K., Ujike, I. and Yamamoto, S
    • 雑誌名

      Journal of Civil Engineering Science and Application

      巻: Vol.18,No.2 ページ: 103-108

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Some considerations on precipitation rate of calcium carbonate in bio-based materials used for concrete repair:2016

    • 著者名/発表者名
      K. Kawaai&I. Ujike, S. Yamamoto & P.Y. Putri
    • 雑誌名

      Proceedings of International Conference on Concrete Repair

      巻: - ページ: 580-587

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Some Considerations on Precipitation Rate of Calcium Carbonate in Bio-based Materials Used for Concrete Repair2016

    • 著者名/発表者名
      K. Kawaai, I. Ujike & S. Yamamoto
    • 雑誌名

      Proceedings of 6th International Conference on Concrete Repair

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of temperature on precipitation rate of calcium carbonate produced through microbial metabolic process of bio materials2016

    • 著者名/発表者名
      Prima Yane Putri, Keiyu Kawaai, Isao Ujike and Saya Yamamoto
    • 雑誌名

      Proceedings of international conference of sustainable civil engineering structures and construction materials

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 炭酸カルシウムの析出速度及び析出量に及ぼす諸要因に関する研究2015

    • 著者名/発表者名
      山本沙也、久保郁貴、河合慶有、氏家勲
    • 雑誌名

      コンクリート工学年次論文集

      巻: Vol.37 ページ: 1585-1590

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 微生物代謝による炭酸カルシウム析出解析モデルの構築2018

    • 著者名/発表者名
      榊原洋子、岡崎慎一郎、氏家勲、河合慶有
    • 学会等名
      土木学会四国支部第24回技術研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 納豆菌とアルギン酸を用いたグラウト材のひび割れ補修効果の検討2018

    • 著者名/発表者名
      井手昌彦、河合慶有、氏家勲
    • 学会等名
      土木学会四国支部第24回技術研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 枯草菌の代謝を用いたカプセル中の炭酸カルシウム析出過程の検討2017

    • 著者名/発表者名
      奥野宙,河合慶有,氏家勲,
    • 学会等名
      土木学会四国支部第23回技術研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Effect of Temperature on Precipitation Rate of Calcium Carbonate Produced through Microbial metabolic Process of Bio Materials2016

    • 著者名/発表者名
      Putri, P.Y., Kawaai, K., Ujike, I. and Yamamoto, S
    • 学会等名
      : International Conference on Sustainable Civil Engineering Structures and Construction Materials
    • 発表場所
      バリ、インドネシア
    • 年月日
      2016-09-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] バイオ材料の炭酸カルシウム析出課程に及ぼす温度の影響2016

    • 著者名/発表者名
      山本沙也,氏家勲,河合慶有,Prima Yane Putri
    • 学会等名
      土木学会四国支部第22回技術研究発表会
    • 発表場所
      高知工科大学(高知県・香美市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] バイオグラウトの炭酸カルシウム析出時間に影響を及ぼす要因の検討2015

    • 著者名/発表者名
      山本沙也,河合慶有,氏家勲
    • 学会等名
      土木学会四国支部技術研究発表会
    • 発表場所
      香川大学工学部(香川県高松市)
    • 年月日
      2015-05-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] X線CT画像から取得した空隙構造を用いた透気性状の検討2015

    • 著者名/発表者名
      氏家勲,柴田真帆,河合慶有
    • 学会等名
      土木学会四国支部技術研究発表会
    • 発表場所
      香川大学工学部(香川県高松市)
    • 年月日
      2015-05-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 微生物代謝・生体代謝反応を利用したひび割れ補修グラウトの開発

    • URL

      http://www.cee.ehime-u.ac.jp/~zairyou/researches.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書

URL: 

公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

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