【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.04.03】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24KT2454
利用課題名 / Title
地盤改良した⼟粒⼦の物理化学特性評価
利用した実施機関 / Support Institute
京都大学 / Kyoto Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）マテリアルの高度循環のための技術/Advanced materials recycling technologies（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
形状・形態観察,分析,建設リサイクル,建設発⽣⼟,⾃然由来重⾦属等,鉄鋼スラグ,鉱物組成,電子顕微鏡/ Electronic microscope
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
加藤 智大
所属名 / Affiliation
京都大学 大学院地球環境学堂
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
⾼橋英樹
利用形態 / Support Type
（主 / Main）技術代行/Technology Substitution（副 / Sub）,機器利用/Equipment Utilization
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
資源の循環利⽤の推進，社会基盤整備⽅針の転換を図りながら，都市・地域の活性を持続させることが，持続可能な発展をしつつ国⼟の強靭化，および社会基盤整備を進める上で重要である。特に，産業活動から発⽣する廃棄物由来の資源（建設副産物）を社会基盤整備に利⽤した場合の環境安全性評価，環境負荷の⼩さい基 礎構造物の建設・維持管理技術の提案が求められている。そこで本研究では，建設副産物の有効利⽤⽅策として， 地盤改良の適⽤可能性を検討した。特に本利用課題では，地盤改良材のうち， 鉄鋼スラグ系の建設副産物を軟弱粘⼟に添加した際のホウ素の溶出特性評価を、鉱物組成の観点から分析した。
実験 / Experimental
ホウ素を含む 2 種類の軟弱粘⼟に，2 種類の鉄鋼スラグを混合して不溶化の効果を検証した。X 線回折装置（KT-310）によるX 線回折（XRD，リガク，SmartLab-9K）によって鉱物を分析したところ，図-1 に⽰すように，スラグ①（⻘⾊）では主にポルトランダイトが，スラグ②（⾚⾊）ではポルトランダイトに加え⽯英のピークも確認された。
その後，供試体を粗砕し，全量をよく混合してから⽬開き 9.5mm のふるい通過分を 50 g 分取した。試料の乾燥質量に対して試料の⽔分と加える蒸留⽔の体積の和，つまり液固⽐（L/kg）が 10 となるよう蒸留⽔を加え，プラスチック製容器に密封した。続いて，容器を振とう機（タイテック製，TS-10）で 6 時間，振とう数 200 rpm，振とう幅 45mm の条件で⽔平⽅向に振とうした。その後 10 分程度静置し，上澄み液を 20分間 3000rpm で遠⼼分離し，さらに孔径 0.45mm のメンブレンフィルターでろ過をして検液を作製した。検液のpH はpH/EC メーター（HORIBA 製，F-54）を⽤いて，ホウ素（B）の濃度は，ICP 発光分析装置（島津製作所製，ICPE- 9800）を⽤いて測定した。なお，各ケースについて2 つずつ供試体を作製し，繰り返し2 回の条件で試験を⾏った。
結果と考察 / Results and Discussion
図-2 に⽰す⾃然由来のホウ素を含む沖積粘⼟のケース（M）では，スラグを配合しないケース（M-0）で 0.14mg/L の溶出濃度だった⼀⽅，スラグを配合したケースのほとんどで顕著な溶出濃度の増加は確認されなかった。M- 1の中には同じ養⽣⽇数のM-0に⽐べて⼤きな溶出濃度を⽰すケースがあったものの，最⼤でも 2 倍以内の範囲であった。また，スラグ 2 を 30 wt.%加えた M-2-30では養⽣⽇数にかかわらず定量下限値（0.01mg/L）以下であった。ホウ素は⼀般的に⼟壌・地下⽔中で陰イオンまたは無電荷の B(OH)4-や B(OH)3 の状態で存在し，アルカリ性になるほど陰イオンである B(OH)4-の割合が増加することが知られている。そのため，pH が⼤きくなるほど OH-が増加して斥⼒によって溶出が促進されることが考えられたが，本研究では pH の⼤きなK-2-30やM-2-30のケースでも，Bの溶出は極端には増加しなかった。以上より，ホウ素と鉄鋼スラグの反応では，電気的な引⼒による吸脱着反応に⽐べ，沈殿物を形成するような収着反応が卓越する可能性が⽰唆された。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図-1 軟弱粘⼟に混合した鉄鋼スラグのX 線回折結果
図-2 養⽣⽇数とホウ素の溶出濃度の関係
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- 加藤 智⼤，⾼井 敦史，橋本 知⼰，勝⾒ 武（2024）︓鉄鋼スラグ改良⼟に含まれる重⾦属等の溶出特性に及ぼす養⽣期間と配合⽐の影響，Kansai Geo-Symposium 2024－地下⽔地盤環境・防災・計測技術に関するシンポジウム－論⽂集，pp. 18-21．
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件