地球化学モデリングによる環境循環型建設材料の二次生成相と強度の予測

使用地球化学模型预测环境可回收建筑材料的二次形成阶段和强度

• 批准号: 18J20929
• 负责人: 戸田 賀奈子
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-25 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J20929/
• 关键词: 天然有機物; 建設材料; 製鋼スラグ; 浚渫土; 固化阻害; 浚渫土-製鋼スラグ混合土; 腐植物質; C-S-H; 地球化学反応モデル; 強度予測

環境影響負荷の低い建設材料の活用は、循環型社会の構築のためには不可欠である。海洋の堆積泥である浚渫土と、製鉄所の副産物である製鋼スラグは、その資源活用が促進されてはいるものの定期的に大量に発生するため、廃棄される割合を減少できていない。一方で、浚渫土と製鋼スラグは、混合することで固化反応が生じるため、海岸近傍の建設材料としての利用拡大が期待されている。その強度発現に影響する浚渫土と製鋼スラグの要素を明らかにすることは、強度発現の予測につながり、浚渫土や製鋼スラグといった廃棄土壌をセメント固化する産業副産物組み合わせの建設材料利用の拡大に貢献する。本年度以前には、その混合土の強度発現にプラスに寄与する要因を明らかにし、浚渫土に含まれる有機物の強度発現阻害の可能性を見出した。本年度は、軟弱な混合土を作成する浚渫土に共通して含まれる有機物の構成要素を特定するために、土壌有機物を詳細に分析し、その構成要素を明らかにした。従来の研究では、有機物のセメント系材料に対する作用は、主に負電荷を持つ酸性官能基と、正電荷を持つ陽イオンや固体表面との相互作用で考察されてきた。しかし、本年度の研究を通し、天然の浚渫土に含まれる有機物のうち、チオールやスルフィドという還元的な硫黄の量が、強度発現の阻害の指標になることが明らかとなった。本年度の成果は、環境影響負荷の低い建設材料の強度予測をする際に重要となる要因を新たに示したことで、廃棄土壌や産業副産物の建設材料利用の拡大に貢献できるものとなった。

使用对环境影响小的建筑材料对于建设循环型社会至关重要。尽管正在推广使用疏浚土（来自海洋的沉积泥）和炼钢炉渣（钢铁厂的副产品），但仍无法降低它们的处置率，因为它们会产生定期大量使用。另一方面，疏浚土和炼钢炉渣混合时会发生固化反应，因此预计将扩大它们作为海岸附近建筑材料的用途。澄清影响疏浚土和炼钢渣强度发展的元素将有助于预测强度发展，有助于扩大将疏浚土和炼钢渣等废土固化成水泥的工业副产品的建筑材料的使用范围。 做。今年之前，我们阐明了对混合土强度发展有积极影响的因素，发现疏浚土中含有的有机物可能会抑制其强度发展。今年，为了查明形成松软混合土的疏浚土中常见的有机质成分，对土壤有机质进行了详细分析，明确了其成分。在以往的研究中，有机物质对胶凝材料的影响主要是从带负电的酸性官能团与带正电的阳离子和固体表面之间的相互作用来考虑的。然而，通过今年的研究已经明确，在天然疏浚土壤中含有的有机物质中，硫醇和硫化物形式的还原性硫的量是抑制强度发展的指标。今年的结果显示了新的因素，这些因素对于预测对环境影响较小的建筑材料的强度非常重要，从而有助于扩大废土和工业副产品作为建筑材料的使用。

项目成果

Key Factors Affecting Strength Development of Steel Slag-Dredged Soil Mixtures

• DOI: 10.3390/min8050174
• 发表时间: 2018-05-01
• 期刊: MINERALS
• 影响因子: 2.5
• 作者: Toda, Kanako;Sato, Haruna;Sato, Tsutomu
• 通讯作者: Sato, Tsutomu

有機態硫黄を含む模擬土壌有機物によるカルシウムシリケイト水和物の生成阻害

含有机硫的模拟土壤有机质抑制硅酸钙水合物形成

• 发表时间: 2019
• 作者: Toda K.;Saito T.;Kikuchi R.;Otake T.;Sato T.;Kanako Toda;Kanako Toda;戸田賀奈子
• 通讯作者: 戸田賀奈子

Significance of Humic Acid’s Structural Variety on Utilization of Dredged Soils

腐植酸结构变化对疏浚土利用的意义

• 发表时间: 2019
• 作者: Toda K.;Saito T.;Kikuchi R.;Otake T.;Sato T.;Kanako Toda;Kanako Toda
• 通讯作者: Kanako Toda

Inhibition of calcium silicate hydrate formation by lignosulfonate and lignin

木质素磺酸盐和木质素抑制硅酸钙水合物形成

• 发表时间: 2019
• 作者: Toda K.;Saito T.;Kikuchi R.;Otake T.;Sato T.;Kanako Toda
• 通讯作者: Kanako Toda

Geochemical reaction modelling of C-S-H formation in dredge soil-steel slag mixtures

疏浚土-钢渣混合物中C-S-H形成的地球化学反应模型

• 发表时间: 2018
• 作者: ◯Kanako Toda;Tsubasa Otake;Tsutomu Sato;Haruna Sato;Nilan Weerakoon and Satoshi Nishimura
• 通讯作者: Nilan Weerakoon and Satoshi Nishimura