| 研究課題/領域番号 |
18K05875
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| 研究機関 | 岩手大学 |
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研究代表者 |
金山 素平 岩手大学, 農学部, 准教授 (60398104)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 産業廃棄物 / カキ殻 / リン酸カルシウム化合物 / 固化処理土 / 一軸圧縮強度 |
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| 研究実績の概要 |
本研究においては，カキ殻の有効な活用方法を提案するとともに新しい土の固化処理方法の開発を目的とし，基礎的な固化性能の把握，試料の構造骨格の観察を行い，カキ殻を使用した土の固化処理について検討する．具体的には，自然界の物質の中で骨や歯の主要な構成物であるリン酸カルシウム化合物に着目する．本研究において，リン酸カルシウム化合物は，カキ殻の主成分である炭酸カルシウムとリン酸との化学反応により生成される．
先行の研究結果から，カキ殻混合比を1以上，養生日数を10日とした場合，供試体は目標強度100 kPa以上の高い強度を示すことが分かった．また，画像観察より養生日数の増加とともにリン酸カルシウム化合物が供試体のより多くの間隙を閉塞することが確認された．さらに，一軸圧縮試験の結果を踏まえると，このリン酸カルシウム化合物による間隙の閉塞化が強度定数の増加に大きく寄与すると考えられる．
使用するカキ殻の粒径が固化処理土の強度に与える影響を実験的に検討した．粒径小のカキ殻を養生した部分において，析出したリン酸カルシウム化合物が標準砂の間隙を埋めていることが分かった．粒径小のカキ殻では間隙を析出物によって埋めることで固化が進み，粒径大のカキ殻では隣接する砂粒子を付着し，大きな塊として固化が進むと考えられる．このことから，リン酸カルシウム化合物による土の固化メカニズムがカキ殻の粒径によって異なることが推察される．
また，実務的に現実的である低いカキ殻混合比を採用した際の混合土の強度増加について検討し，最適な混合比が0.3から0.5であることを明らかにした．さらに，エアトラップ等を用いた送液と排気の分離などの養生方法の改善について検討を行い，先行研究結果より高い強度を有する供試体の作製が可能であることを確認した．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
使用するカキ殻の粒径によって固化処理土の強度発現の違いを確認することができた．また，先行研究において高いカキ殻混合比を採用した場合，CO2ガスがカラム下部に集中し内部圧力を高めたことによって，供試体に亀裂を生じさせ強度低下につながることが観測された．この問題を解決するため，エアトラップ等を用いた送液と排気の分離などの養生方法の改善について検討を行い，先行研究結果より高い強度を有する供試体の作製が可能であることを確認した．
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| 今後の研究の推進方策 |
平成31年度以降は，引き続き低いカキ殻混合比を採用した際の混合土の強度増加，使用するカキ殻粒子の粒径が土の強度に及ぼす影響，最適なリン酸水溶液濃度の選定について検討を行う．さらに，カキ殻粒子の粒径およびサイズ寸法の異なる供試体作製にも着手する．特に，作製後の供試体を水浸し，その溶出特性とその後の強度変化について実験的に明らかにする．発生するCO2ガスの再利用について試験機システムを構築し，析出物の炭酸カルシウムとしての利用を検討する．
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