微生物代謝による固化する新しいグラウトの開発に関する基礎的研究

通过微生物代谢固化的新型水泥浆开发的基础研究

基本信息

批准号：
17651035
负责人：
川崎了
金额：
$ 1.86万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は,微生物代謝を利用した安価で環境に優しい新たなグラウト(以下,バイオグラウトと呼ぶ)を開発し,バイオグラウトの注入前後における地盤(土および岩)の水理学・力学特性について評価を行うことである。最終年度である平成18年度はセメント物質としてシリカを対象とし,(1)イースト菌およびエタノールを用いたシリカコロイドのゲル化試験,(2)シリカコロイドを主成分とするバイオグラウトにより改良した砂質地盤の透水試験,(3)メタ珪酸ナトリウム水溶液のゲル化試験を実施した。得られた主な知見をまとめると,以下に示すとおりである。(1)シリカコロイドにイースト菌とグルコースを添加すると,シリカコロイドはゲル化する。(2)シリカコロイドに高濃度のエタノールを添加すると,シリカコロイドはゲル化する。(3)イースト菌によるシリカコロイドのゲル化には,グルコースの微生物代謝産物(二酸化炭素およびエタノール)と菌体細胞の双方が関与している。(4)シリカコロイドを主成分とするバイオグラウトを用いた豊浦砂の改良試験および改良の前後における豊浦砂の透水試験を実施した結果,改良後の透水係数が改良前よりも約1桁低下した。(5)メタ珪酸ナトリウム水溶液を用いたゲル/ゾル/ゲル法によるゲル化試験を実施した。具体的には,塩酸による中和で生じたメタ珪酸ナトリウム水溶液のゲルを機械的に撹拝することでゾルにし,その直後にグルコースを添加することで再ゲル化を抑制し,さらにイースト菌を添加することにより微生物代謝によるゲルを生じさせることができた。(6)メタ珪酸ナトリウム水溶液を用いた直接ゲル法によるゲル化試験を実施した。具体的には,高いpH領域においても,イースト菌およびグルコースを添加したメタ珪酸ナトリウム水溶液がゲル化することが確認された。以上,2年間の研究により,バイオグラウトの技術開発に関して見通しが得られた。

本研究的目的是开发一种利用微生物代谢的新型、廉价且环保的灌浆（以下简称生物灌浆），并研究生物灌浆注入前后地面（土壤和岩石）的水力和力学特性。就是要进行一个评估。 2006财年，即最后一年，我们重点关注二氧化硅作为水泥材料，包括（1）使用酵母和乙醇进行二氧化硅胶体的凝胶化试验，以及（2）通过以二氧化硅胶体为主要成分的生物灌浆改良沙地(3)进行偏硅酸钠水溶液的凝胶化试验。获得的主要发现总结如下。 (1)当二氧化硅胶体中加入酵母和葡萄糖时，二氧化硅胶体变成凝胶。 (2)当二氧化硅胶体中加入高浓度的乙醇时，二氧化硅胶体变成凝胶。 (3)葡萄糖的微生物代谢物(二氧化碳和乙醇)和细菌细胞都参与酵母对二氧化硅胶体的胶凝。 (4) 采用以二氧化硅胶体为主要成分的生物灌浆对丰浦砂进行改良试验，并对改良前后的丰浦砂进行透水性试验，改良后的导水系数大约降低了一个数量级。比之前有所改善。 (5)使用偏硅酸钠水溶液，通过凝胶/溶胶/凝胶法进行凝胶化试验。具体而言，通过机械搅拌将通过盐酸中和而生成的偏硅酸钠水溶液的凝胶制成溶胶，然后立即添加葡萄糖以抑制再凝胶化，并添加酵母。能够通过微生物代谢产生凝胶。 (6)使用偏硅酸钠水溶液，通过直接凝胶法进行凝胶化试验。具体而言，确认了含有酵母和葡萄糖的偏硅酸钠水溶液即使在高pH范围下也会凝胶化。通过以上两年的研究，我们对生物灌浆技术的发展有了展望。