潮間帯泥質堆積物の活性MgO炭酸化硬化に及ぼす影響因子とメカニズムに関する研究

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:Material scientists and geotechnical engineers can leverage the detailed mechanism of MgO carbonation and its effect on soil microstructure.

🏢実務担当者:Construction firms involved in offshore wind projects can consider MgO carbonation as a low-carbon alternative for access road foundations.

🏛政策担当者:Policymakers promoting low-carbon construction materials can reference this study to support MgO-based methods in infrastructure projects.

洋上風力発電所の建設は、高潮位の泥質干潟堆積物がもたらす、高い含水比、低い支持力、撹乱に対する高い感応性などの重大な地盤工学的課題に直面している。原料が豊富で、体積エネルギーが低く、環境適合性を特徴とするMgOを、このような軟弱地盤の安定処理に利用することは、さらなる調査に値する有望かつ持続可能なアプローチである。本研究は、反応温度の系統的モニタリングと、様々なレベルの反応性MgO含有量、炭酸化時間、初期含水比の下での一軸圧縮強さ（UCS）試験を通じて、浙江省寧波市の海岸性ヘドロ質土壌の炭酸化誘起安定化メカニズムを解明する。X線回折（XRD）、走査型電子顕微鏡（SEM）、水銀圧入法（MIP）を用いた微細構造特性評価を実施し、炭酸化に伴う鉱物学的および細孔構造特性の進化を明らかにした。結果は、MgO含有量の増加がより高いピーク反応温度とより短いピーク到達時間をもたらすことを示している。しかし、ピーク到達時間の減少率は、MgOが20%を超えると減少する。二次的な温度上昇は、ほとんどの供試体において炭酸化の3〜3.5時間の間に一般的に観察される。MgO含有量が30%未満の場合、UCSは6〜10時間以内にピークに達し、ピーク時間はMgO含有量の増加に伴い短くなる。MgOが45%を超えると、構造的損傷により強度低下が発生する。変形係数とUCSの相関は、従来のセメント安定処理土と同等であることが判明した。微細構造分析により、MgO添加量の増加と炭酸化時間の延長に伴い、炭酸化生成物が徐々に空隙を充填し土粒子を結合し、総空隙率の減少と細孔径分布の細粒化—最頻孔径の左方向へのシフトによって証明される—をもたらすことが明らかになった。それにもかかわらず、過度に高いMgOレベル（例えば50%）では、急速な生成物形成による結晶化圧力がマクロ孔を生成し、土壌組織の完全性を損なう可能性がある。本研究は、高潮位の泥質干潟における風力発電所開発の進入路建設のための低炭素かつ効率的な地盤改良アプローチを提示する。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

Offshore wind farm construction faces significant geotechnical challenges posed by tidal mudflat sediments, including high moisture content, low bearing capacity, and high sensitivity to disturbance. Utilizing MgO—a material characterized by abundant raw materials, low embodied energy, and environmental compatibility—for the stabilization of such soft soils represents a promising and sustainable approach worthy of further investigation. This study elucidates the carbonation-induced stabilization mechanism of coastal mucky soil from Ningbo, Zhejiang Province, through systematic monitoring of reaction temperature and unconfined compressive strength (UCS) testing under varying levels of reactive MgO content, carbonation duration, and initial moisture content. Microstructural characterization was performed using X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and mercury intrusion porosimetry (MIP) to reveal the evolution of mineralogical and pore structure features associated with carbonation. The results indicate that increasing MgO content leads to higher peak reaction temperatures and shorter time-to-peak values. However, the rate of reduction in time-to-peak diminishes beyond 20% MgO. A secondary temperature rise is commonly observed between 3–3.5 h of carbonation in most specimens. When the MgO content is below 30%, UCS peaks within 6–10 h, with the peak time decreasing as MgO content increases. When MgO exceeds 45%, strength deterioration occurs due to structural damage. The correlation between deformation modulus and UCS is found to be comparable to that of conventional cement-stabilized soils. Microstructural analysis reveals that, with increased MgO dosage and prolonged carbonation, carbonation products progressively fill voids and bind soil particles, resulting in reduced total porosity and a refinement of pore size distribution—evidenced by a leftward shift in the most probable pore diameter. Nevertheless, at excessively high MgO levels (e.g., 50%), crystallization pressure from rapid product formation may generate macro-pores, compromising soil fabric integrity. This study presents a low-carbon and efficient ground improvement approach for access road construction in tidal mudflat wind farm developments.

• semanticscholar https://www.mdpi.com/2673-7094/6/1/4/pdf?version=1767533914first seen 2026-06-29 07:36:00 · last seen 2026-09-22 05:13:30