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2013 年度 実績報告書

自己修復機能を持つ環境保全型保存材料の開発

研究課題

研究課題/領域番号 24300299
研究機関北海道大学

研究代表者

川崎 了  北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (00304022)

研究分担者 廣吉 直樹  北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50250486)
畠 俊郎  富山県立大学, 工学部, 准教授 (30435424)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード自己修復 / 保存材料 / 環境保全 / 微生物
研究概要

本研究の目的は,これまでに研究代表者らが開発してきた微生物機能により固化する保存材料の高度化を行い,自己修復機能を持つ環境保全型のカルシウム系保存材料を新たに開発することである。2年目となる平成25年度は,(1)保存材料の室内析出・固化試験,(2)保存材料を用いた供試体の作製,(3)保存材料を用いた供試体の力学特性の評価,を実施した。得られた主な成果の概要は,以下に示すとおりである。
(1)保存材料の室内析出・固化試験:リン酸カルシウム化合物と微生物を組み合わせた保存材料を用いて,その配合が異なる室内析出・固化試験を実施した。なお,試験時に注目したリン酸カルシウム化合物の特徴は,その溶解度のpH依存性と自己硬化性である。その結果,pHの値が中性から弱アルカリ性の領域においてリン酸カルシウム化合物の析出・固化が顕著になること,また,ゲル化した白色のリン酸カルシウム化合物は時間の経過に伴って結晶化が進むこと,などに関して,定量的に明らかとなった。
(2)保存材料を用いた供試体の作製:上記(1)の結果を踏まえ,対象とした砂質土の土粒子間にリン酸カルシウム化合物を析出・固化させる方法によって保存材料を使用した供試体を作製した。また,作製した供試体において析出・固化した保存材料であるリン酸カルシウム化合物の結晶の形態および分布状況などを微視的に検討するため,平成24年度に導入した低真空対応可能な卓上型電子顕微鏡(SEM)による観察を実施した。その結果,供試体内部の間隙中にウィスカー状のリン酸カルシウム化合物の結晶を確認した。
(3)保存材料を用いた供試体の力学特性の評価:保存材料を使用した砂質土の供試体を用いて,室内で力学試験を実施した。その結果,保存材料による処理後の供試体の力学特性を処理前の力学特性と比較することにより,開発した保存材料による効果について確認した。

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

2年目である平成25年度の研究の目的,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おおむね順調に得られたこと,さらに,研究代表者および研究分担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。

今後の研究の推進方策

3年目の最終年度となる平成26年度は,平成24~25年度において実施した以下の研究項目(1)~(3)の深化を図ると同時に,さらに続く研究項目(4)について研究を進める。そして,3年間の研究成果をまとめて報告書を作成し,本研究課題を終了する。
(1)保存材料の室内析出・固化試験
(2)保存材料を用いた供試体の作製
(3)保存材料を用いた供試体の力学特性の評価
(4)保存材料の有効性に関する評価

次年度の研究費の使用計画

平成25年度の研究経費を節約することに努めたため。
平成26年度の研究費と合わせて有効に活用することを計画している。具体的には,試験のケース数や供試体の本数を増やす,あるいは,研究成果の発表回数を増やす,などを予定している。

  • 研究成果

    (27件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 11件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (16件)

  • [雑誌論文] Characteristics of beachrocks: A review2014

    • 著者名/発表者名
      T. Danjo and S. Kawasaki
    • 雑誌名

      Geotechnical and Geological Engineering

      巻: 32(2) ページ: 215-246

    • DOI

      10.1007/s10706-013-9712-9

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Geological Exploration of Beachrock through Geophysical Surveying on Yagaji Island, Okinawa, Japan2014

    • 著者名/発表者名
      R. Kubo, S. Kawasaki, K. Suzuki, S. Yamaguchi and T. Hata
    • 雑誌名

      Materials Transactions

      巻: Vol.55, No.2 ページ: 342-350

    • DOI

      doi:10.2320/matertrans.M-M2013839

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrical disintegration and micro-focus X-ray CT observations of cement paste samples with dispersed mineral particles2014

    • 著者名/発表者名
      S. H. Cho, M. Yokota, M. Ito, S. Kawasaki, S. B. Jeong and K. Kaneko
    • 雑誌名

      Minerals Engineering

      巻: Vol.57 ページ: 79-85

    • DOI

      doi:10.1016/j.mineng.2013.12.019

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Formation mechanism of beachrocks in Okinawa and Ishikawa, Japan, with a focus on cements2014

    • 著者名/発表者名
      T. Danjo and S. Kawasaki
    • 雑誌名

      Materials Transactions

      巻: Vol.55, No.3 ページ: 493-500

    • DOI

      doi:10.2320/matertrans.M-M2013844

    • 査読あり
  • [雑誌論文] セメント物質に着目したビーチロックの形成メカニズムに関する考察2013

    • 著者名/発表者名
      檀上 尭,川﨑 了
    • 雑誌名

      Journal of the Mining and Materials Processing Institute of Japan

      巻: Vol.129,No.7 ページ: 520-528

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Estimation of regional stress state and Young's modulus by back analysis of mining-induced deformation2013

    • 著者名/発表者名
      J. Kodama, T. Miyamoto, S. Kawasaki, Y. Fujii, K. Kaneko and P. Hagan
    • 雑誌名

      International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences

      巻: Vol.63 ページ: 1-11

    • DOI

      doi:10.1016/j.ijrmms.2013.05.007

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of porosity and its variation in porous materials using microfocus X-ray computed tomography considering the partial volume effect2013

    • 著者名/発表者名
      M. Kato, M. Takahashi, S. Kawasaki, T. Mukunoki and K. Kaneko
    • 雑誌名

      Materials Transactions

      巻: Vol.54, No.9 ページ: 1678-1685

    • DOI

      doi:10.2320/matertrans.M-M2013813

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A study of the formation mechanism of beachrock in Okinawa, Japan: toward making artificial rock2013

    • 著者名/発表者名
      T. Danjo and S. Kawasaki
    • 雑誌名

      International Journal of GEOMATE

      巻: Vol.5, No.1 ページ: 634-639

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of addition of phosphate powder on unconfined compressive strength of sand cemented with calcium phosphate compound2013

    • 著者名/発表者名
      S. Kawasaki and M. Akiyama
    • 雑誌名

      Materials Transactions

      巻: Vol.54, No.11 ページ: 2079-2084

    • DOI

      doi:10.2320/matertrans.M-M2013827

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhancement of unconfined compressive strength of sand test pieces cemented with calcium phosphate compound by addition of various powders2013

    • 著者名/発表者名
      S. Kawasaki and M. Akiyama
    • 雑誌名

      Soils and Foundations

      巻: Vol.53, No.6 ページ: 966-976

    • DOI

      doi:10.1016/j.sandf.2013.10.013

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 電気探査・表面波探査によるビーチロックの地下構造-沖縄県名護市屋我地島沿岸地点での適用例-2013

    • 著者名/発表者名
      鈴木浩一,川﨑 了,久保良介,山口伸治,畠 俊郎
    • 雑誌名

      物理探査

      巻: 第66巻,第4号 ページ: 277-285

    • 査読あり
  • [学会発表] 函館市豊崎町における落石メカニズム解明を目的とした長期モニタリング対象の旧道岩盤斜面を構成する岩石の特徴2014

    • 著者名/発表者名
      冨樫晃平,小玉齊明,山 真典,菅原隆之,畠山 葵,福田大祐,加藤昌治,川﨑 了,藤井義明
    • 学会等名
      資源・素材学会平成26年度春季大会
    • 発表場所
      東京大学生産技術研究所(東京都目黒区)
    • 年月日
      20140326-20140328
  • [学会発表] 微生物による泥炭固化の試み2014

    • 著者名/発表者名
      佐藤厚子,川﨑 了,畠 俊郎,山梨高裕,鈴木輝之
    • 学会等名
      土木学会北海道支部平成25年度年次技術研究発表会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(札幌市)
    • 年月日
      20140201-20140202
  • [学会発表] Soil reinforcement using calcium phosphate compounds2013

    • 著者名/発表者名
      S. Kawasaki and M. Akiyama
    • 学会等名
      International Conference on Geological Engineering
    • 発表場所
      Royal Ambarukmo Hotel (Yogykarta, Indonesia)
    • 年月日
      20131211-20131212
  • [学会発表] Geological structure of beachrock by geophysical exploration: application to Yagaji Island in Okinawa, Japan2013

    • 著者名/発表者名
      R. Kubo, S. Kawasaki, Koichi Suzuki, S. Yamaguchi and T. Hata
    • 学会等名
      The 11th Society of Exploration Geophysics of Japan International Symposium
    • 発表場所
      Shin Yokohama Prince Hotel (Yokohama, Japan)
    • 年月日
      20131118-20131121
  • [学会発表] A study of the formation mechanism of beachrock in Okinawa, Japan: Toward making artificial rock2013

    • 著者名/発表者名
      T. Danjo and S. Kawasaki
    • 学会等名
      The Third International Conference on Geotechnique, Construction Materials and Environment GEOMATE 2013
    • 発表場所
      Meitetsu New Grand Hotel (Nagoya, Japan)
    • 年月日
      20131113-20131115
  • [学会発表] Beachrock mapping by geophysical exploration: application to Yagaji Island in Okinawa, Japan2013

    • 著者名/発表者名
      R. Kubo, S. Kawasaki, K. Suzuki, S. Yamaguchi and T. Hata
    • 学会等名
      The 2013 ISRM International Symposium EUROCK 2013
    • 発表場所
      Sofitel Wroclaw Old Town Hotel (Wroclaw, Poland)
    • 年月日
      20130921-20130926
  • [学会発表] 微生物の種類による土の固化効果の違いに関する実験的検討2013

    • 著者名/発表者名
      稲垣由紀子,佐々木哲也,川﨑 了
    • 学会等名
      土木学会平成25年度全国大会第68回年次学術講演会
    • 発表場所
      日本大学生産工学部津田沼キャンパス(習志野市)
    • 年月日
      20130904-20130906
  • [学会発表] 低環境負荷型人工岩開発に向けたビーチロック形成機構に関する研究2013

    • 著者名/発表者名
      檀上 尭,川﨑 了
    • 学会等名
      資源・素材2013(札幌)-平成 25 年度資源・素材関係学協会合同秋季大会-
    • 発表場所
      北海道大学(札幌市)
    • 年月日
      20130903-20130905
  • [学会発表] 物理探査を用いたビーチロックの地下構造 -沖縄県名護市屋我地島沿岸への適用-2013

    • 著者名/発表者名
      久保良介,川﨑 了,鈴木浩一,山口伸治,畠 俊郎
    • 学会等名
      資源・素材2013(札幌)-平成 25 年度資源・素材関係学協会合同秋季大会-
    • 発表場所
      北海道大学(札幌市)
    • 年月日
      20130903-20130905
  • [学会発表] リン酸カルシウム化合物を用いた地盤固化に関する基礎的研究2013

    • 著者名/発表者名
      是枝武史,川﨑 了,秋山 克
    • 学会等名
      資源・素材2013(札幌)-平成 25 年度資源・素材関係学協会合同秋季大会-
    • 発表場所
      北海道大学(札幌市)
    • 年月日
      20130903-20130905
  • [学会発表] 尿素分解菌を用いた人工ビーチロック作製に関する基礎実験2013

    • 著者名/発表者名
      島崎 傑,川﨑 了,檀上 尭
    • 学会等名
      資源・素材2013(札幌)-平成 25 年度資源・素材関係学協会合同秋季大会-
    • 発表場所
      北海道大学(札幌市)
    • 年月日
      20130903-20130905
  • [学会発表] 尿素分解菌とリン酸カルシウム化合物を用いた砂の固化2013

    • 著者名/発表者名
      渡邉 順,川﨑 了
    • 学会等名
      資源・素材2013(札幌)-平成 25 年度資源・素材関係学協会合同秋季大会-
    • 発表場所
      北海道大学(札幌市)
    • 年月日
      20130903-20130905
  • [学会発表] Formation mechanisms of beachrocks in Okinawa and Ishikawa, Japan2013

    • 著者名/発表者名
      T. Danjo and S. Kawasaki
    • 学会等名
      The 47th US Rock Mechanics/Geomechanics Symposium
    • 発表場所
      Westin San Francisco Market Street (San Francisro, USA)
    • 年月日
      20130623-20130626
  • [学会発表] リン酸カルシウム化合物と尿素分解菌を用いた砂の固化特性2013

    • 著者名/発表者名
      渡邉 順,川﨑 了
    • 学会等名
      資源・素材学会北海道支部平成25年度春季講演会
    • 発表場所
      北見工業大学(北見市)
    • 年月日
      20130615-20130615
  • [学会発表] 尿素分解菌を用いた人工ビーチロックの形成に関する基礎的研究2013

    • 著者名/発表者名
      島崎 傑,川﨑 了,檀上 尭
    • 学会等名
      資源・素材学会北海道支部平成25年度春季講演会
    • 発表場所
      北見工業大学(北見市)
    • 年月日
      20130615-20130615
  • [学会発表] 電気探査・表面波探査によるビーチロックの地下構造-沖縄県名護市屋我地島沿岸地点での適用-2013

    • 著者名/発表者名
      鈴木浩一,川﨑 了,久保良介,山口伸治,畠 俊郎
    • 学会等名
      物理探査学会第128回(平成25年度春季)学術講演会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都新宿区)
    • 年月日
      20130603-20130605

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公開日: 2015-05-28  

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