【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.04.23】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24NM0090
利用課題名 / Title
地中に打設された地盤補強丸太の劣化挙動解析
利用した実施機関 / Support Institute
物質・材料研究機構 / NIMS
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）物質・材料合成プロセス/Molecule & Material Synthesis（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
ラマン分光, 木材試料, セルロース
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)
神林 徹
所属名 / Affiliation
森林研究・整備機構 森林総合研究所
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
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
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)
地中に打設された地盤補強丸太の劣化に伴う炭素貯蔵量の減少速度が不明確であることから、国際的なルールに基づいた炭素プールに地盤補強丸太を算入できない状況にある。本研究では、地盤補強丸太の劣化速度を推定し炭素貯蔵量減衰関数を提示するという最終目標に向け、劣化の進行が極めて遅いとされる地中の低酸素環境下におかれた地盤補強丸太の劣化挙動を解析するため、ラマン分光法および赤外分光法による検討を行った。
実験 / Experimental
地面に対して垂直に打設され埋設されていたスギの丸太杭試験体を採掘し、地表側、中央部、地下側の３部位より円盤試料を切り出した。各円盤試料の表層側から内側にかけて数mm毎に細断し、支援機関のNIMSが所有するラマン顕微鏡および利用者所属の森林総合研究所が所有するフーリエ変換赤外分光分析装置を用いて分析を行った。なお、ラマン顕微鏡で木材を分析する際には蛍光の発生や熱損傷等を考慮する必要があるが、機器が更新されたことからレーザーの波長や強度等の最適な条件を探索した。
結果と考察 / Results and Discussion
図１に、赤外吸収スペクトルにおけるリグニン（1508 cm-1）に対するセルロース（1370 cm-1）のピーク強度比を算出した結果を示す。地表側（上）では最外層から約2 mmまでの部位で強度比の低下が見られたが、中央部（中）や地下側（下）では半径方向の変動はわずかであった。この結果から、杭頭に近い部位の表層付近ではセルロースの劣化が進行しやすいことが示唆された。ラマン顕微鏡については、木材試料を測定するための条件出しを行い、試料に水を含ませた状態で532 nmのレーザーを照射し、試料表面で40 mW程度となる条件において、良好なラマンスペクトルが取得できた（図2）。今後、顕著な劣化が見られた地表側の最外層付近において、ラマン顕微鏡を用いて細胞壁の劣化状態を顕微レベルで調べる予定である。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図１．地中に打設された木杭における細胞壁成分の半径方向変動
図２．木材細胞壁から取得したラマンスペクトル
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.
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