Ube Industries, Ltd., het Haven- en Luchthavenonderzoeksinstituut, Japan Agentschap voor Marine-Aarde Wetenschap en Technologie (JAMSTEC), Tokio Instituut voor Technologie, en Tokyo University of Marine Science and Technology hebben vandaag aangekondigd dat een gezamenlijke onderzoeksgroep een methode heeft ontwikkeld voor het evalueren van de mechanische eigenschappen van geharde cementmortel en de allereerste in-situ gegevensmeting heeft geïnitieerd. Het onderzoeksproject wil bijdragen aan de aanleg van diepzee-infrastructuur. Door gegevens te verzamelen over de hydraulische druk die ontstaat in geharde cementmortel op een locatie op de diepzeebodem, het onderzoek zal naar verwachting bruikbare gegevens opleveren voor de toekomstige ontwikkeling van infrastructuurmaterialen voor diepzeetoepassingen en het opstellen van ontwerpmethodologieën voor diepzeestructuren.

Het onderzoek wordt gerapporteerd in een paper gepubliceerd in de Journal of Advanced Concrete Technology , Jaargang 19.

Het doel van het onderzoek is het ophelderen van de mechanische eigenschappen van uitgeharde cementmortel als gevolg van de effecten van hoge hydraulische druk gedurende zowel een korte als een lange periode. conventioneel, een duikboot wordt gebruikt om de cementmortelspecimens terug te winnen die op de diepzeebodem zijn ingezet, en de veranderingen in het mortelspecimen worden gemeten na het ophalen. deze methode laat de mogelijkheid open dat drukverandering van diepzee naar zeeoppervlak bij het ophalen de veranderingen in het cementmortelspecimen veroorzaakt, mogelijk een nauwkeurig begrip van verschijnselen die zich in de diepzee voordoen, zou kunnen verhinderen. Verder, testen waarbij een watertank wordt gebruikt om de hoge hydraulische druk in de diepzee te simuleren, kunnen de verschijnselen niet reproduceren in de mate waarin ze zich zouden voordoen in een werkelijke constructie, of de effecten van werkelijke stromingen en aanhechting van mariene organismen.

De onderzoekers hebben een methode ontwikkeld die continue in-situ meting mogelijk maakt van de waterdruk en spanning die ontstaat in een cementmortelspecimen op de diepzeebodem. De onderzoekers kunnen dan alleen de verschijnselen lokaliseren die daadwerkelijk in de diepzee optreden, waardoor nauwkeurige gegevens voor analyse en interpretatie worden gegarandeerd.

In juli 2020, de onderzoeksgroep zette een cementmortelspecimen en meetapparatuur in op een waterdiepte van ongeveer 3, 500 meter in de noordoostelijke rand van de Nankai Trog, gelegen op ongeveer 70 kilometer van het puntje van het Izu-schiereiland. Het exemplaar zal in fiscaal 2021 worden teruggevonden en onderzoekers zullen de gegevens analyseren.

Japan is de zesde grootste maritieme natie, gemeten naar het gebied van de economische exclusieve zone (EEZ) en de territoriale wateren. Bijgevolg, actief oceaangebruik is een van de belangrijkste problemen waarmee Japan wordt geconfronteerd. Binnen de Japanse EEZ, diepe zeeën vormen een zeer groot deel van het oceaangebied, en in de afgelopen jaren zijn verschillende mogelijkheden voor de ontwikkeling van oceaanbronnen onderzocht. Ook andere mogelijkheden worden besproken, die het potentieel hebben om nieuwe gebieden van wetenschap en industrie te creëren. Deze omvatten het gebruik van oceaanenergie, zoals de opwekking van getijdenenergie, installatie van datacenters om te profiteren van de zeebodem, bouw van grote neutrinodetectoren, en diepzeestadconcepten.

Gebruik van cement, die veel ontwerpmogelijkheden biedt en zeer veelzijdig is, wordt bestudeerd voor de toekomstige aanleg van oceaaninfrastructuur in diepe zeeën. Cement wordt vervaardigd met behulp van kalksteen, die volledig kan worden ingekocht in Japan, een land waar ondergrondse hulpbronnen normaal gesproken schaars zijn, dus het belooft het voordeel van een stabiele aanvoer als materiaal.

Echter, er is nauwelijks een evaluatie geweest van de effecten van het extreem diepzeemilieu op constructies waarin cement wordt gebruikt. In recent onderzoek is de onderzoekers ontdekten dat geharde cementmortel aanzienlijk verslechtert in diepzee, duidelijk maken dat diepzee-infrastructuur niet alleen met bestaande kennis en ontwerpmethodieken kan worden gebouwd. Het wordt belangrijk om basisgegevens te verzamelen als een stap in de richting van de aanleg van diepzee-infrastructuur.