資源戦略学講座

Resources Strategies

地球開発環境学分野

Earth Exploitation Environmental Studies

Studies on environment-friendly development systems

教授 高橋 弘助教 里見 知昭

Professor

Assistant Professor

Hiroshi Takahashi

Fiber-cement stabilized soil method, 2) Study on diggability of crushed stone using mining shovels, 3) Study on development of shovel
bucket to reduce soil adhesion, 4) Study on soil sampling method using UAV (Unmanned Air Vehicle), 5) Development on soft mud
stabilization material using paper sludge ash, 6) Study on strength property of Fiber-cement stabilized soil including granule made fromdisaster debris, 7) Study on stabilizing mud using geopolymer to apply a sediment disaster recovery, and 8) Study on improvement ofstrength of concrete using recycled concrete aggregates treated by pozzolanic materials.

5. PS 灰を用いた新しい軟弱泥土固化材の開発
製紙工場から排出される PS 灰は、土質改良材としての有効利用が期待されているものの、フッ素の溶出が土壌環境基準を超えるため、実用化にまでは至っていないのが現状である。そこで、食品廃棄物を用いてフッ素の溶出を抑え、PS 灰から軟弱泥土用の新しい固化材を作成する研究を行っている (Fig.5)。本年は、主として PS 灰からのフッ1. 繊維質固化処理土工法による災害復旧対応型泥土処理システムの開発と環境修復への適用

3. 地中環形生物に学ぶ土粒子非付着性掘削バケットの付着すると作業効率が大幅に低害が多発している。自然災害では下することから、土の付着は建大量の軟弱泥土が発生することが設機械にとって大きな課題であ多く、この軟弱泥土が迅速な災害る。昨年は、作業ツールの表面復旧の障害になっているのが現状の小孔から水が染み出る構造をである。本研究室では、これまで提案した。本年は、本研究で提に軟弱泥土を盛土材などの地盤材案する構造の有効性を定量評価する実験を行った (Fig.3)。材料表面料に再資源化する研究を行ってきから水を染み出させた結果、水量の増加に伴い付着力は減少することたが、本年は軟弱泥土を緑化材にから、本研究で提案する構造の有効性が検証された。また付着を軽再資源化し、法面や堤防などの環減できる最小の加水量を定量的に把握することができ、実機への適用

境 修 復へ 応 用することを目的に、を可能にした。

(Fig.1)。

4. UAV を用いた土砂サンプリングに関する基礎的研究

し、爆 薬を充 填して発 破を行い、ンプリングが必要とされているが、破砕堆積物をショベルで掘削する

UAV による土砂サンプリングに関作業を繰り返すが、最近では、破してはまだ課題が残されている。

砕堆積物の粒度から発破成績を評

そこで、UAV による土砂サンプリ価し、次の発破計画に役立てようとングシステムの開発を目指した研いう試みが行われている。しかし、究を行っている。本年は、筒状の発破成績の評価を画像処理から行採取装置を上空から落下させて土た。実験の結果、軟弱泥土から比評価することが本研究の目的である。本年は、掘削抵抗力と粒度の関較的硬く締まった土まで幅広い性係について実験的に検討し、粒度推定のために有効と考えられるパラ状の土砂を採取可能であることがメータの抽出を行った (Fig.2)。

確認された (Fig.4)。

14 Coexistence Activity Report 2016

6. がれき類を主原料とする造粒物を含む繊維質固化処理土の強度特性に関する研究
がれき類の再資源化技術の 1 つに、がれきを粉砕し、固化材により造粒化させる工法がある。造粒物は再生骨材の一部として利用されているが、これでは再利用される量が少なく、単体としての利用が求め破砕物の添加量を削減することができ、コスト的にメリットがあることが確認された (Fig.6)。

Specimen

Fly AshPaper
Fragments

Fig.7 Some materials to create Fiber-geopolymer stabilized
soil and the specimen

8. ポゾラン物質による再生骨材の被覆とコンクリート強度の向上に関する研究
再生骨材 (RCA) の表面をポゾラン物質でコーティングすることにより、この RCA を用いた再生骨材コンクリート (RAC) の強度がどのように変化するか実験的に検討した。その結果、何もコーティングしない骨材を用いたコンクリートの強度と比較して、ポゾラン物質で被覆された骨材を用いたコンクリートの強度は増加することが確かめられた。

特筆すべき業績
As an attempt to improve the quality of recycled aggregate concrete was investigatedby using surface treatment solution for recycled concrete aggregates with different of

砂を内部に取り込む機構を提案し削作業中にショベルに作用する抵抗力から粒度を推定し、発破成績を

Na2SiO3

験では、泥土の見かけの含水比が低下するため、固化材および古紙Air Vehicle) を用いた 3 次 元 形方で、火山災害などでは土砂のサNaOH

Fig.5 Making of insolubilizing material for fluorine

処理土工法における吸水材としての利用に関する研究を実施した。実ロ ーン な どの UAV(Unmanned

資源開発現場では、岩盤を削孔

Fig.2 Crushed stone digging test

復旧が可能になると思われる。本研究室では、泥土に古紙破砕物とWaterられている。そこで、造粒物の吸水性の高さを利用して、繊維質固化状計 測は実 用化の域にある。一うには長時間を有する。そこで、掘ため、災害現場における軟弱泥土の改良に利用すれば、早期の災害セメント系固化材を混合して良質な土砂に再資源化する「繊維質固化

Fig.3 Soil adhesion test apparatus

土砂災害現場などにおいて、ド2. Mining Shovel の掘削性に関する研究

環境に優しい次世代の固化材として期待されている。強度発現も早い土工法」の開発に関する研究を開始した (Fig.7)。

緑化材の土壌物理特性について検Fig.1 New developed permeability testapparatus

セメントは、その製造過程で大量の CO2 を排出すると言われているが、近年注目されているジオポリマーは CO2 の排出量が少なく、ジオポリマーを用いて再資源化を行う「ジオポリマー繊維質固化処理

大型台風の襲来など大規模自然災

置を新たに開発し、実験を行った

7. ジオポリマーを用いた泥土改良と土砂災害復旧への応用に関する研究

処理土工法」を開発しているが、本年はセメント系固化材の代わりに建設機械の作業ツールに土がの緑化土の性能を調べるための装素の溶出抑制について実験的に検討した。

開発に関する研究

近年、東日本大震災や度重なる討した。本年は、木材チップ混合At KINOIE in Akiu-town, Sendai city

Tomoaki Satomi

Department of Environmental Studies for Advanced Society

In 2016, the research activities of this laboratory are as follows: 1) Development on recycling system of mud generated from disaster sites byAt Ecollab, Tohoku University

先進社会環境学専攻

環境調和型開発システムに関する研究

pozzolanic materials. Pozzolanic materials such as fly ash, silica fume and metakaolin
combined with sodium silicate was recommended to pre-treat recycled concrete
aggregate. This research was presented at International Symposium on Earth Scienceand Technology 2016, and best paper award was given for this research.
Fig.4 Soil sampling test usingdeveloped device

Fig.6 Measurement of strength property of Fiber-cement stabilized soil including
granule (upper right side picture)
Coexistence Activity Report 201615