| 研究課題/領域番号 |
09460105
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
足立 泰久 筑波大学, 農林工学系, 講師 (70192466)
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| 研究分担者 |
大井 節男 農業工学研究所, 農村整備部, 主任研究官
中村 貴彦 東京農業大学, 農学部, 助手 (10287451)
中石 克也 茨城大学, 農学部, 助教授 (40180236)
軽部 重太郎 茨城大学, 農学部, 助教授 (10007768)
藤井 克己 岩手大学, 農学部, 教授 (30134513)
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| キーワード | コロイド / 粘土 / 凝集 / 分散 / スケーリング則 / 乱流 / モンモリロナイト / アロフェン |
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| 研究概要 |
本研究の目的は、これまで力学的な理論の枠組みの中に位置づけられていなかった粘土コロイドの輸送特性を扱うための水理学的な理論の大要を示し、それに基づいて種々の粘土コロイドの輸送特性に関する実験を行い、その有効性を立証すること、さらにその実用性を実際の農地土壌を用いた実験において具体的に示すことにある。平成11年度は、輸送特性に対し最も大きな支配因子である凝集と分散に関する水理学的モデルの構築、実験対象として選定した粘土の凝集と分散に照らし合わせた表面化学的性質の同定及び輸送特性をモニターするための実験手法の開発に主眼をおいて研究を進め、以下の成果を得た。
1. 乱流中でのフロックの破壊挙動を解析し、フロックの幾何学的構造に基づいてクラスター間の接点数からフロック強度を説明する。
2. 分散状態のモンモリロナイトの降伏値を電気二重層の反発力より説明づける理論を提出した。この理論は藤井らの実測値を充分説明づけるものであった。
3. 希薄な凝集性アロフェン懸濁液の粘度及び静的光散乱の実験データにスケーリング則を適用しその有効性を明らかにした。
4. 主要粘土鉱物であるモンモリロナイト、アロフェン及びイモゴライトそれぞれの荷電特性及び凝集分散性をpHと塩濃度の関数として解析し、その挙動をDLVO理論に基づいて明らかにした。取り上げた粘土はアリカリ領域の凝集挙動において際だった差違を示すことが明らかにされた。
5. レオロジー特性の記述の要となる凝集体の沈降容積を算定する幾何学的なモデルを構築し、その有効性の確認実験を塩によって凝集した標準フロックを用いて行った。実験結果よりモデルの有効性が確立され、さらにフロックのネットワークの弾性変形のモデル化を行うことができた。
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