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。

使用具有低环境影响的建筑材料对于建设以回收为导向的社会至关重要。挖土的土壤是海洋中沉积的泥土，钢铁矿石是钢铁厂的副产品，已晋升为利用资源，但会定期大量生成，并且浪费的比例没有减少。另一方面，由于混合的土壤和炼钢炉会产生凝固反应，因此预计将用作海岸附近的建筑材料。认识到影响其强度发展的疏and土壤和钢矿石的元素将导致强度发展的预测，并将有助于扩展建筑材料在工业副产品的结合中的使用，从而巩固废物土壤，例如疏and的土壤和炼钢炉。在今年之前，阐明了有助于促进混合土壤强度发展的因素，并发现了抑制疏ed土壤中含有有机物强度的发展的可能性。今年，为了确定疏and的土壤中通常包含的有机物成分，产生了柔软的混合土壤，我们对有机物进行了详细分析并发现了成分。先前的研究已经检查了有机物对水泥基材料的影响，主要是通过带负电荷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。但是，通过今年的研究，已经揭示了还原性硫化物（例如硫醇和硫化物）的量，在自然疏drud的土壤中包含的有机物中，是抑制力量发展的指标。在预测环境影响较低的建筑材料强度时，今年的结果是新提出的重要因素，并有助于扩大用于废物土壤和工业副产品的建筑材料的使用。

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