リサイクル材料による新たな人工地盤材料の開発と耐凍結融解性に関する研究

利用再生材料开发新型人造地面材料及抗冻融性能研究

• 批准号: 26920007
• 负责人: 花田 智秋
• 金额: $ 0.51万
• 依托单位: Akita National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-26920007/
• 关键词: クリンカ; ごみ溶融スラグ; 凍結融解繰返し

積雪寒冷地域では凍結融解繰返し作用によって, 道路の路床や路盤, 盛土地盤などに変形やクラックが生じることが多く安全性が問われてきた。秋田県内において高速道路網整備によって, 軟弱地盤上に構築された道路は共用開始から10年以上経過しても依然として地盤沈下が進行し, 凍結融解繰返し作用によっても地盤に変形が生じ, 維持補修に毎年費やされているのが現状であり, 早急な対策が強いられている。凍結融解繰返し作用を受ける軟弱地盤の沈下や変形などを軽減するためには, 従来の地盤材料を軽量化, 強度ある材料に置き換えることが必要であり, このための材料としてクリンカが最適であると考える。そこで本研究では, クリンカの特性を生かした有効利用を図るため, クリンカと資源循環型社会を推進する一つとして, ごみ溶融スラグを粉砕し, 安定材として消石灰を添加した積雪寒冷地域に適用できる新たな人工地盤材料の開発を行う。クリンカは石炭火力発電施設から排出されたもので, スラグは秋田市総合環境センターの溶融施設から排出されたものである。用いた材料の粒径はクリンカ5mm以下, スラグは粉砕することによって潜在水硬性が発揮されるため250μm程度とし粒径調整した。実施した試験は凍結融解繰返し試験および一軸圧縮試験であって, 以下の3種類の条件に基づいて実施した。1)クリンカのみの圧縮試験。2)クリンカとスラグの混合土による圧縮試験。クリンカとスラグの混合割合はそれぞれ乾燥重量比で25, 50, 75%とした。3)クリンカとスラグの混合土に消石灰を添加し, 所定の養生後の圧縮試験。クリンカとスラグの混合割合はそれぞれ乾燥重量比で25, 50, 75%とした。また, これらの混合土に対してそれぞれ養生期間を3, 7, 10, 28, 90日に設定した。なお, 凍結融解繰返し試験は環境試験装置を用いて設定した養生期間を経た供試体に対し, -23℃以下で24時間凍結後, 温度21℃相対湿度100%の条件下で23時間融解を1サイクルとした12サイクルを条件とした。この凍結融解繰返しを経た供試体に対して一軸圧縮試験を実施し, 新たな人工地盤材料としての強度特性について評価した。主な結果として, クリンカとスラグに消石灰を添加した混合土は, 水和反応による硬化とスラグの潜在水硬性が複合的に発揮され地盤材料としての強度増大が認められた。道路の路盤材を置き換えた場合の必要強度は, 凍結融解繰返しを受けた場合でも各種混合土において消石灰5%, 養生期間3日で下層路盤材(700kN/㎡)および上層路盤材(980kN/㎡)としての強度が十分に確保できる。環境評価として, 粉砕したスラグ単体および各種混合土の含有量試験および溶出量試験の結果から鉛, カドミウムに関して環境基準値を十分に満たした。

The effect of freezing, thawing and returning in snow-covered cold areas is the effect of freezing and thawing, and the road bed is the road plate. Shengtu land などに変shaped やクラックが生じることが多く安全 がquestion われてきた. The highway network in Akita Prefecture is under construction, and the shared use of roads has begun on the weak site. It has been more than 10 years, and it is still in progress, and the site is sinking. The effect of freezing, thawing and restoring the land is the original shape of the land, and the annual fee for maintenance and repair is the current status of the repair. Early urgency is a strong problem. The effect of freezing, thawing and reverting is reduced by the sinking of the weak ground, and the material of the ground is quantified, The strength of the material is the best, and the strength of the material is the most suitable.そこでThis researchでは, クリンカのcharacterization を生かしたeffective utilization を図るため, クリンカとresource recycling society をpromotion する一つとして,ごみ melted スラグを powder 砕し, stabilizer material として slaked lime を added した snowy cold areas に applicable できる new たな artificial construction material の开発を行う.クリンカは Carboniferous thermal power plant から discharge されたもので,スラグは Akita City Environmental Protection Agency's melting and dissolving facility is a wastewater treatment facility. The particle size of the raw materials used is 5mm or less. The スラグは powder is made of powder and has a potential hydraulic hardness of 250 μm, and the particle size can be adjusted. The following three types of conditions are used: freezing, thawing, and returning. 1) クリンカのみの pressure shrinkage test. 2) Pressure shrinkage test of クリンカとスラグの mixed soil. The dry weight ratio of クリンカとスラグの mixed cut はそれぞれ is 25, 50, 75% とした. 3) The クリンカとスラグのmixed soil and slaked lime are added, and the pressure shrinkage test is carried out after the prescribed health maintenance. The dry weight ratio of クリンカとスラグの mixed cut はそれぞれ is 25, 50, 75% とした. The health period of また, これらのmixed soil に対してそれぞれ is set on 3, 7, 10, 28, and 90 days.なお, the freeze-thaw return test and environmental test device are used to set the health period of the test specimen, and after freezing for 24 hours below -23℃, Under the condition of temperature 21℃ and relative humidity of 100%, it melts in 23 seconds under the condition of 12サイクルとした12サイクルをconditions.このFreezing and thawing 粲粲しを経たsubject に対してOne-axis compression test 験を実时し, new たな artificial soil material としてのstrength characteristics について evaluation 価した. The main result is として, クリンカとスラグにhydrated lime をadded したmixed soilは, Water and reaction hardening are the potential hydraulic hardness of the compound, and the strength of the composite ground material is increased. The necessary strength of the road plate material is the replacement of the necessary occasions, the freezing and thawing of the materials can be used in various mixed soils, and the slaked lime is 5%, During the health care period, the strength of the lower road plate (700kN/㎡) and the upper road plate (980kN/㎡) is guaranteed to be very high for 3 days. Environmental assessment 価として, Powdered powder したスラグsimple body および Various mixed soil の content test 験 お よ び dissolution test 験 の results か ら lead,カドミウムに关してEnvironmental benchmark value is very high.