iMaRRC
Newsletter

The National Research and Development Agency
Public Work Research Institute (PWRI)

iMaRRC Newsletter Vol.19 March 2021

Vol.21 March 2022

研究コラム トンネルはく落防止工の長期的な耐久性
トンネル覆工コンクリートの主な劣化現象に、ひび割れやうき、はく落があります。特に、コンクリートのはく落については重大な事故に繋がる恐れがあり、様々なはく落防止工が開発されています。はく落防止工の構成は、樹脂と繊維を組み合わせたものが一般的であり、何層にも分けて施工するため施工期間が 2～4 日程度かかります。その間交通規制を要するため施工期間の短縮が求められています。また、はく落防止工の初期強度は施工前に確認されますが、長期的な耐久性について評価した事例は多くありません。そこで、iMaRRC では施工期間を 1～2 日程度に短縮させたはく落防止工の開発と、それらを用いた長期耐久性の評価手法を検討しています。
長期耐久性の評価は、コンクリート平板にはく落防止工を施工した供試体を室内促進劣化または屋外暴露による養生を行った後、押抜き試験によって耐荷力や破壊形態の比較などを行っています（Photograph 1）。室内促進劣化では、はく落防止工の実際の環境を模擬する条件として、一定の室温と湿度で水酸化カルシウム水溶液に数か月間半浸漬させ（Figure 1,Photograph 2）、屋外暴露では、廃トンネル内で 1～10 年と実際の環境に曝しました（Photograph 3）。加えて、はく落防止工の接着力を評価するため、コンクリート平板からはく落防止工を引き剥がす試験も行っています（Photograph 4）。現在は、暴露から 1 年目の供試体を回収したところであり、今後も継続して調査を進めて参ります。
iMaRRC の HP に、はく落防止工を施工したコンクリート平板の押抜き試験の動画を掲載しましたのでご覧ください。
※実験動画等のページ（short video）
http://www.pwri.go.jp/team/imarrc/activity/movie.html
はく落防止押抜き部

水酸化カルシウム水溶液にて供試体を半分まで浸漬した状態

Photograph 1: Push-out test

Figure 1: Harf-soakedLong term durability of the prevention of concrete
falling methods in tunnels.
Cracking, flaking concrete, and peeling are the mostcommon deterioration phenomena in tunnel lining concrete.
Concrete delamination, in particular, can cause serious
accidents, and various delamination preventive systems
have been developed. The most common type of antipeeling construction is a combination of resin and fiber,
which is applied in layers and takes 2–4 days to complete.
Since traffic restrictions are required during this time, theconstruction period must be shortened. Furthermore, while
the initial strength of the prevention of concrete falling
methods is checked before construction, there are few cases
in which the long-term durability of the construction has
been evaluated. Therefore, iMaRRC is developing the newprevention of concrete falling methods that can be installed
in one or two days and investigating a method to evaluate its
long-term durability.
The specimens are subjected to either accelerated
deterioration test indoors or exposure test outdoors toevaluate the long-term durability of the concrete , and thenthe load-carrying capacity and the failure modes arecompared using push-out tests (Photograph 1). For
accelerated deterioration test indoors, the specimens wereimmersed in a calcium hydroxide solution at a constantroom temperature and humidity for several months (Figure1, Photograph 2) to simulate the actual environment where
the delamination protection works would be installed. For
exposure test outdoors, the specimens were exposed to theactual environment in an abandoned tunnel for 1–10 years(Photograph 3). Additionally, tests were conducted to peel
the prevention of concrete falling methods from the concrete
to assess its adhesive strength (Photograph 4). We recently
finished collecting the first years’ worth of specimens fromthe first year of exposure, and we will continue ourinvestigations in the future.
A video of the push-out test of a concrete slab with adelamination protection system is available on the iMaRRC
website.
Photograph 4:

Photograph 2: Accelerated
deterioration test indoors

Photograph 3: Exposure
test outdoors

Pull-off test1

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研究コラム 全国の下水処理場における消化ガスの利用状況
家庭等で使用された水は、下水処理場内で様々なプロセス

Usage of digestion gas at wastewater-treatment plants
を経て海や川に流すことができる水を作り出しており、残渣
The digestion gas produced during the sludge treatmentも適切に処理されています。その一連のプロセスのうち嫌気 process at wastewater-treatment plants (WWTPs) is
性消化では、消化槽（Photograph1）内の細菌などの働きにより composed of about 60% methane and about 40% carbon
有機物が分解され、可燃性のガスが発生します。これを消化ガ dioxide. It is a carbon-neutral energy resource that isproduced in the digestion tank (Photograph1) and is usedスと呼んでおり、約 6 割がメタン、約 4 割が二酸化炭素から
for power generation and thermal energy. It is predicted構成されます。消化ガスは木材等と同様にカーボンニュートthat promoting its use will reduce greenhouse gas
ラルなエネルギー資源の一つであり、発電や熱エネルギー源
emissions. The miniaturization and cost reduction ofなどに活用されることにより温室効果ガス排出削減が期待さ generators and the feed-in tariff system (FIT), have
れています。近年では、発電機の小型化・低廉化だけでなく、 increased the number of WWTPs with digestive gas
再生可能エネルギーの導入促進政策である固定価格買取制度 power generation. The amount of digestive gas generated（FIT 制度）が導入されたこと等により、消化ガス発電設備を at WWTPs increases, but about 14% is disposed of有する処理場が増加しています。全国の処理場における消化 without being used.
We conducted a questionnaire study of 276 WWTPs
ガス発生量は、年々増加していますが、ガス発生量の約 14%
thatare digesting. Small-scale WWTPs with a gas
が有効利用されずに焼却処分されているのが現状です(H30 年
generation scale of 0 to 100,000 Nm3/year can only be度時点)。
used to heat the digestion tank. It was discovered that about
消化ガスの有効利用を促進させるため、iMaRRC では消化80% of the waste was disposed. As the WWTPs becomesを実施している全国の 276 処理場を対象としたアンケートに
larger, the effective usage rate increases and the disposal
より、各処理場における消化ガスの利用実態を調査しました。 rate decreases (Figure1). It is assumed that the costその結果、ガス発生規模が 0～100 千 Nm3/年の小規模な処理 effectiveness of effective use may not be obtained in small場の有効利用用途は消化槽の加温のみで、約 8 割は焼却処分 scale WWTPs.
We will assess the current state of the WWTPs andされていることが分かりました。また、ガス発生規模が大きくなるに従い、有効利用割合が増加し、焼却処分の割合が減少し continue to investigate effective utilization methods ofていることが分かりました。
（Figure1）。小規模な処理場では加 digestion gas.
温以外の有効利用に必要なガス量が得られないケースや、有効利用の費用対効果が得られないケースが想定されます。
iMaRRC では、各処理場の実態を踏まえつつ、消化ガスの有効利用手法について引き続き検討を行っていくこととしています。
このコラムに関する動画を iMaRRC ホームページに掲載しましたのでご覧ください。※紹介動画等のページ（shortvideo）http://www.pwri.go.jp/team/imarrc/activity/movie.html※数値はガス使用量(千Nm3/年)

100%

ガス使用量の割合

80%
60%

9,906
462

40%

7,888

20%

909

0%

0107

6,155

118

33,91036,63037,075

13,65913,777

22,61930,615

3,253

4,162

53,08059,23500～100

Photograph1: Example of the digestion tank
（Higashinada WWTP in Kobe City）

445

23,543100～1000
1000～
ガス発生規模(千Nm3/年)
発電(コージェネ有)発電(コージェネ無)焼却炉補助燃料
その他

2合計
加温処分

Figure1:Usage of the digestion gas（WWTPs that disposes of the digestion gas）

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研究者紹介 iMaRRC Researchers
1. 島袋 智尋

Ms. Chihiro Shimabukuro joined the Institute as a

令和2年に新規採用職員として入所

newly recruited staff member in 2020 and was

し、令和 3 年 4 月に材料資源研究グル

appointed as a researcher in the Materials and Resourcesープの研究員として着任しました。昨Research Group in April this year. Last year, she

年度は、土研新技術ショーケースの運

managed the Soil Research Institute’s New Technology

営に携わっており、現在はトンネルのShowcase, and she is currently researching durability

はく落防止対策工の耐久性評価と、下

assessment of anti-falling tunnel construction and lining

水道施設のライニング材について研究を行っています。大学では土壌コロイドを専門とし、土粒子と環境中の物質の吸着について研究していました。
プライベートでは、バドミントンの社会人サークルに所属しており、市民大会に参加しています。ほかにも、最近はMinecraft というゲームにはまっており、素材を集めていると一日が過ぎています。
チームの方はベテランばかりなため、多くのことを吸収し、研究業務を通じて社会に貢献していけるよう精進して参ります。

materials for sewerage facilities. At the university, she
specialized in soil colloids and studied the adsorption ofsoil particles and substances in the environment.
In her private life, she is a badminton club member
and participates in citizens’ tournaments. Additionally,
she has recently become addicted to a game called
Minecraft, and a day passes when she collects materials.
The team is full of experienced people, so she will
absorb many things and contribute to society throughresearch work.

2. 角田 貴也
令和 3 年（2021 年）7 月に iMaRRC

Mr. Takaya Tsunoda joined the iMaRRC as a

材料資源研究グループ（汎用材料）のcollaborating researcher in July 2021. While in

交流研究員として着任致しました。

university, he researched a visualizing method of the

学生時代は、超音波を用いてコンク

internal state of concrete with ultrasonic to “defend”

リート内部の状態を可視化すること

concrete structure. After completing master’s coarse, he

で構造物を“守る”立場の研究を行

joined the prestressed concrete (PC) structure company

い、大学院修了後は“造る”立場の経

to master “construction”. Before joining iMaRRC, he験も必要と考えプレストレストコン

worked in R&D work such as experiments andクリート（PC）構造を専門とする建設会社に入社しました。土研着任までの約 3 年間は、主に新構造や新材料に関する実験、非線形 FEM 解析などの研究開発業務に従事し、令和 3 年 6 月に土研への出向の機会をいただ
きました。
年度途中からの着任ということで最初は右も左もわからない状態でしたが、周りの方々の温かい支えに非常に助けられました。土研で研究するという貴重な機会を存分に活かし、土木、PC 業界の発展に少しでも多く貢献できるよう、日々精進して参る所存です。

nonlinear FEM analysis on new structures and materials
in about three years. He had a hard time because hejoined iMaRRC in the middle of the year; however, he
got much support from around him, and he appreciatedit. He will make an effort every day to contribute asmuch as possible to develop the civil engineering andPC industries. In private life, he married in July, and isenjoying the newlywed life in Tsukuba city. He will dohis best at iMaRRC.

私生活では、昨年 7 月に結婚を決め、現在はつくばでの新婚生活を夫婦二人三脚で楽しんでおります。
限られた期間ではございますが、何卒よろしくお願い致します。

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交流研究員の活動紹介
1. 野本真兵Mr. Shinpei Nomoto joined the iMaRRC as a

令和 3 年(2021 年)4 月に iMaRRC 材料

collaborating researcher in April 2021. His daily work

資源研究グループの交流研究員として着will be decided after a meeting with Senior

任しました。私の日々の業務内容は指導

Researcher Kawashima, who is in charge of guidance.

等責任者の川島主任研究員と打ち合わせ

Additionally, at the research progress report meetingの上決めていきます。他にも月に一度行

held once a month, we will receive questions and

われる研究進捗報告会では上席研究員やadvice from senior and other researchers and use them他の研究員より質問やアドバイスを頂き

as a reference for his works.

業務の参考にさせていただきます。また、In addition to working in the experimental building,

実験棟での業務の他にも外部との共同

he participates in meetings for joint research with the

研究の打合せにも参加をしており、そoutside, and he sometimes works there. Additionally,ちらの作業にあたることもあります。

depending on the time of year, he also writes papers

さらに、時期によりますが、論文の執筆

and creates materials for conference presentations.

や学会発表用の資料作成なども行って

The schedule of the day is described for reference.

います。

2. 関島竜太Research theme

研究テーマ

It has already been half a year since Mr. Ryuta

研究テーマは２つあり、①塗料・塗装に

Sekijima was appointed as an exchange researcher in

関わる新たな技術の適用性の評価 ②素the iMaRRC in April. There are two research themes:

地調整技術の高度化です。どちらも難し(1) evaluating the applicability of new technologies

い研究ですが上席をはじめとする皆様のrelated to paints and painting, and (2) sophistication

的確なアドバイスのお陰でつまずくこと

of substrate adjustment technology.

なく進行しており、ようやく一つの成果

Position of exchange researcherが得られました。

Participation in business trips and various

交流研究員の立場

exchange meetings, various guidance such as

出張や各種交流会への参加、コンプラ

compliance meetings and researcher knowledge,

イアンスミーティング・研究者の心得等

disaster prevention drills, general cleaning ofの各種ガイダンス、防災訓練・実験棟のexperimental buildings, and participation in events in

大掃除、正規研究員と同じ立場で行事に

the same position as regular researchers.

も参加します。

Relationship with the main business site

本務地との関係

He returns to my main office once or twice a

本務地には 1～2 回/月 程度戻り、研month. Additionally, He is also involved in work

究の報告や清算等の手続きを行っておrelated to the main office ⇔ PWRI.

ります。また、本務地⇔土研に関する業務に携わったりもします。

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受賞報告 Research Awards
賞
Award受賞者
Recipient Name

論文名
Title

表彰団体
Awarding
organization

受賞日
Date

令和3 年度若手研究発表賞(2021 Young Researcher’sPresentation Award)

山﨑 廉予(Yukiyo YAMASAKI)

草木系バイオマスの活用による下水汚泥の脱水性向上とその効果(Improvementofdewaterability of sewage
sludge by utilizing plantbiomass)

公益財団法人日本下水道協会(Japan Sewage WorksAssociation)

June 25th,2021

第 21 回 コンクリート構
造物の補修，補強，アップ
グレードシンポジウム
優秀論文賞(Award for Papers in the21st JSMS Symposium on
ConcreteStructureScenarios)
第 30 回 プレストレスト
コンクリートの発展に関するシンポジウム
優秀講演賞(The 30th Symposium onDevelopmentsinPrestressed Concrete)

小沢 拓弥，櫻庭 浩樹，古賀裕久(Takumi OZAWA, Hiroki
SAKURABA and Hirohisa
KOGA)

公益社団法人日本材料学会(The Society of Materials
Science, JAPAN)

October
15th, 2021

公益社団法人プレストレス
コンクリート工学会(Japan PrestressedConcrete Institute)

October
22nd, 2021

The 58th Japan Annual
Technical Conference onSewerage First Place forPoster Presentation inEnglish Session(第 58 回下水道研究発表会
英語ポスター発表部門最優秀賞)
第 34 回日本道路会議
優秀賞(The 34th Japan RoadConference,Excellent
paper award)

Yukiyo YAMASAKI(山﨑 廉予)ひび割れパターン分析による道路橋RC床版の劣化形態の評価(Image Analysis for theCracking Patterns on RC
Slab Concrete as
Evaluation Method for
Deterioration State)
製造初期のコンクリートの電気抵抗率を用いた遮塩性能推定方法の検討(An evaluation method forthe chloride resistance ofconcrete based onelectrical resistivity at earlyages)
Microalgae culture using
sewage resources
under low lighttransmission conditions(低光透過条件下での下水道資源を活用した微細藻類培養)

Japan Sewage Works
Association(公益財団法人日本下水道協会)

October
29th, 2021

公益社団法人日本道路協会(Japan Road Association)

November5th, 2021

第 34 回日本道路会議
優秀賞(The 34th Japan Road
Conference,Excellent
paper award)

関島 竜太，冨山 禎仁(Ryuta SEKIJIMA, TomonoriTOMIYAMA)

初期ひび割れ率ごとに整理した損傷進行速度と表面処理工法の効果(Pavement degradation
curve and surface
treatment effect formulatedon the classification of
initial crack rate)
海浜環境における腐食鋼材の特性評価(Characterization ofcorroded steel in beachenvironment)

公益社団法人日本道路協会(Japan Road Association)

November
5th, 2021

小田部 貴憲，櫻庭 浩樹，鈴木 雅博，古賀 裕久(Takanori KOTABE, Hiroki
SAKURABA, Masahiro
SUZUKI and Hirohisa KOGA)

佐々木 厳，新田 弘之，永原篤(Iwao SASAKI, Hiroyuki NITTA
and Atsushi NAGAHARA)

iMaRRC Newsletter 発行元：（国研）土木研究所 先端材料資源研究センター（ iMaRRC）
Tel:029-879-6761 Fax: 029-879-6733 Email: imarrc-at-pwri.go.jp *送信の際は、-at-を@に変更してください5