| 研究課題/領域番号 |
19K22022
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
高橋 弘 東北大学, 環境科学研究科, 教授 (90188045)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 2022-03-31
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| キーワード | 水溶性ポリマー / 軟弱泥土 / ジオポリマー / 破壊強度 / 破壊ひずみ / 災害復旧 |
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| 研究実績の概要 |
近年，豪雨による大規模自然災害が多発している．2011年8月に発生した台風23号による奈良県での大規模土砂崩落，2014年8月に発生した広島での大雨による大規模土砂災害，2015年9月の関東・東北豪雨による鬼怒川の堤防決壊，2017年7月の秋田県雄物川の氾濫，2018年9月の台風21号による近畿地方を中心にした被害など枚挙に暇がない．これらの被災地では大量の軟弱泥土が発生するが，この軟弱泥土は被災地の復旧の妨げになる「厄介物」でしかない．そのため速やかに泥土を回収し，一定場所に運搬・排出することが災害に強い街づくりにとって極めて重要である．本研究では，紙おむつの製造工場から排出される廃棄水溶性ポリマーに注目した．含水比100％と言った高含水比泥土でも，少量の廃棄水溶性ポリマーを加えるだけでも容易に団粒化し，可搬性が大きく向上することが確かめられた．またポリマーの添加量は1kg/m3程度あれば，十分な可搬性を確保できることが確かめられた．
一方，一定場所に集められた軟弱泥土を復興資材として有効利用するためには，できるだけ短時間で強度発現が得られることが望ましい．そこで，本研究ではジオポリマーに注目した．ジオポリマーとしては，フライアッシュ(FA)を用いたジオポリマーとペーパースラッジ灰(PS灰)を用いたジオポリマーの両方を用いた．その結果，ジオポリマーの濃度を調整することにより，比較的短時間で強度発現が見られることが確かめられた．ただし，試料の養生時の温度により生成される土砂の強度が大きく変化することから，養生時の温度制御について，より詳細に検討する必要があることが分った．
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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
被災地で発生する軟弱泥土は，復旧を妨げる厄介者でしかないため，速やかな排除が必要である．軟弱泥土の速やかな排除を実現するためには，泥土の可搬性を向上させる必要があるが，軟弱泥土は含水比が高いためハンドリングが困難である．この可搬性向上のためには，水溶性ポリマーが使えるのではないかと予想して実験を行った結果，ほぼ満足する結果がえられた．
一方，強度発現に関しては，ジオポリマーコンクリートの実績から，ある程度短時間で強度発現が得られるのではと考えていたが，これについてもほぼ満足する結果が得られた．ただ，養生時の温度に敏感であることが分ったので，これについては次年度に詳細に検討したいと考えている．
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| 今後の研究の推進方策 |
研究は，ほぼ計画通りに進行しているので，特に大きく研究の推進方策を変更する予定はない．1年目で生成される土砂の強度は，養生時の温度の影響を大きく受けることが新たに分ったので，これについては今後，詳細に検討する予定である．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
研究は，ほぼ計画通りに進行したが，生成される土砂の強度が，養生時の温度により大きく変わること，また施工現場では高い養生温度を確保することが困難であることから，20℃と言った低い温度でも強度を発現するための工夫が必要であることが分かった．このための実験を次年度でより詳細に行う必要あることから，実験のための経費を次年度使用額としたためである．
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