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鼎谈 颁翱2-SUICOM, 开発から展望を语る

CO2-厂鲍滨颁翱惭(スイコム)は约10年前に実用化されたが,そもそもの开発の発端は,
别の机能性コンクリートにあった。
その开発のきっかけから,颁翱2吸収型コンクリートへと展开した道のり,そして课题と展望とは。
当时の开発担当者で今は东洋大学で教鞭を执る横関康祐教授と,スイコムの今后の展开を牵引する
坂井吾郎当社技术研究所主席研究員,開発に長年携わる取违(とりちがい)剛 同?上席研究員が語った。

古代コンクリートにあった
「炭酸化」

横関

古代ローマやイスラエルの遺跡が今も健全な状態で残っているように,現在の製法とは異なるもののコンクリートは歴史のある建材です。30年前から,技术研究所(以下,技研)ではコンクリートの長期耐久性を研究していました。そのなかで,中国?西安市の郊外にある大地湾遺跡から発掘された5,000年前の住居跡のコンクリートを調査したのです。ローマンコンクリートなどは,気硬性セメントといって今とは全く違う方法で硬化するのですが,中国のものは現在のコンクリートに非常に良く似た水硬性セメントでつくられ,強度も約10N/mm2と高く,非常に惊きました。

その理由の键となるものが炭酸化にあり,表面が緻密になって水が内部に浸食しないことで耐久性が维持されていたのです。その结果を用いて长寿命化コンクリート「贰滨贰狈®」(以下,エイエン)を开発しました。「1万年コンクリート」というキャッチフレーズで非常に注目を集めました。

改ページ

エイエンを広めるため,様々なバリエーションをつくったのですが,その中で颁翱2を吸収する侧面に着目したシリーズを検讨していると,火力発电所で大量に颁翱2を排出する电力会社に兴味を持ってもらいました。取违さんと一绪に,のちにスイコムを共同开発する中国电力さんへ提案书を持って行きました。

図版:中国?大地湾遗跡

中国?大地湾遗跡
(出典:『日経サイエンス』1987年7月号)

図版:ローマンコンクリートの例,ローマ?パンテオン遗跡

ローマンコンクリートの例,ローマ?パンテオン遗跡
?Jean-Christophe BENOIST, Wikimedia Commons

取违

中国电力さんとは2007年から基础研究を始め,2010年度に,実际に排ガスに含まれる颁翱2を吸わせて适用した事例が诞生しました。そのスイコム第一号は,石炭火力発电所である中国电力叁隅発电所の排ガスを利用したものです。さらに,副产物として出る石炭の燃えかす(石炭灰)も,特殊混和材と一绪にセメントの代替材料とし,产业副产物の有効利用につなげました。この製品は,中国电力福山太阳光発电所の舗装ブロックやフェンス基础などに使用されています。

図版:スイコムでつくったコンクリートブロックの打込み确认

スイコムでつくったコンクリートブロックの打込み确认

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図版:スイコムの生产拠点中国电力叁隅発电所(岛根県浜田市)

スイコムの生产拠点
中国电力叁隅発电所(岛根県浜田市)

技术者の疑り深さと
试行错误

坂井

当时,まだ私はこのプロジェクトの担当ではなかったのですが,コンクリートの炭酸化つまり中性化というのは常识的には狈骋(鉄筋コンクリートの场合は内部の鉄筋がアルカリ性を保てず錆びてしまうため)であるのに,あえてそこに挑むと闻いて,技术者としては「すごい発想」だと思いました。

横関

本来,中性化はコンクリートの强度自体にはほとんど影响がないはずなのですが,本当に问题があるのかを知りたいという研究者の「疑り深さ」からの着想でした。昨今の土木に関する学会では,中性化そのものは大きな问题とならないとの议论が出てきており,従来の常识が変わりつつある状况です。

坂井

ただ実用化にあたって,コンクリートは,ある程度固まらないと型枠から外せないのですが,固まる时间が长いと生产効率が悪くなることが课题となりました。

取违

そうですね。强度が出てからでは颁翱2を吸いにくく,タイミングが早ければ早いほどたくさん吸います。ですからコンクリートを加圧して固めた后すぐ型枠を外す,即时脱型方式で成形し养生を行って製造できる商品の开発を重点的に进めてきました。

横関

検証は,プレキャストコンクリートメーカーであり环境意識の高いランデスさんの協力をいただきました。岡山の工場へ週末のたびに向かい,通常の製品の製造ラインを止めて養生槽を使わせてもらっていました。

取违

CO2をよりたくさん吸収させるため,特殊混和材の量や,ほかに使用する混和材の種類を変えたり,手を替え品を替え2年ほど试行错误をしました。うまくいかないことがほとんどでした。

いろんなパターンを検証するため,通常は行わない製法や材料,養生环境などを試したので,養生槽が何度もエラーで止まってしまいましたね。

坂井

水和反応を促进するために,养生槽は通常,水分を润沢にしないといけないのですが,スイコムの养生には乾燥が必要です。ランデスさんは水分をコントロールする术はもっていますが,普段は必要のない管理をしてもらっていたわけですね。まさに,思いに呼応してくれたパートナーあってのものですね。

取违

私は入社してからほぼずっと颁翱2と付き合っていますが,ランデスさんには本当に感谢をしてもしきれないです。

図版:脱型方法と炭酸化养生方法の検讨の様子

脱型方法と炭酸化养生方法の検讨の様子

今后の展开

取违

今のスイコムは无筋のプレキャスト部材をターゲットにしています。そのため,日本のすべてのプレキャストコンクリートがスイコムに替わったとしても颁翱2削减量としては大きなインパクトにはなりません。领域を広げていく必要があります。

坂井

昨年,狈贰顿翱(国立研究开発法人新エネルギー?产业技术総合开発机构)の公募委託事业「カーボンリサイクル?次世代火力発电等技术开発/颁翱2有効利用拠点における技术开発」にスイコムが採択されました。今后は鉄筋コンクリートや,现场打ちコンクリートに展开できるよう,开発を进めていきます。エイエンでは现场打ちをした経験もありますし,中国电力さん,叁菱商事さんに加え,金沢工业大学さん,横関先生のいらっしゃる东洋大学さんと共同研究を行っています。

高いハードルがありますが社内でも部署横断チームをつくり,戦略的に実例を増やすことに挑戦しています。

横関

戦略を重视した组织横断的なチームづくりには非常に期待をしています。

坂井

コスト面には课题がありますが,国内で唯一実用化されている颁翱2吸収コンクリートに価値を见出してくださる民间公司からの関心が増えています。身の回りで目に触れる事例が増えることで,量产によるコスト低减が期待できます。

现场打ちのコンクリートを减らしてプレキャスト化を进める近年の施工の合理化の流れの中ではプレキャスト埋设型枠など,薄くて颁翱2も吸わせやすいコンクリートの採用が広がりつつあります。

横関

一般に言えることですが,新技术に対して国内の法规制や実绩主义の壁が厚いのは课题です。一方で欧米を中心に颁翱2吸収コンクリートに携わるベンチャー公司はすでに20社ほど立ち上がっています。电気自动车を立ち上げた自动车产业を见习い,オールジャパンで业界を挙げてスピード感をもって进めていくべきです。

坂井

CO2削减はナショナルプロジェクトです。先駆者としてやってきたからには土木?建筑の境界も越え,サプライチェーンも含めた仕组みづくりが大事だと考えています。横関先生とご一绪に,颁翱2吸収型コンクリートに関しては狈翱.1だと言えるようにやっていきたいと思います。

(2021年6月14日,技术研究所にて収録)

写真

横関康祐教授(中央)
東洋大学理工学部都市环境デザイン学科教授。1967年生まれ,当社入社後,技术研究所,東京土木支店,土木管理本部に所属し,コンクリートの長期耐久性に関する研究,技術開発の推進,技術提案などを担当。東京湾横断道路などの大型プロジェクトのほか数多くの現場支援を行った。
2020年に东洋大学に着任。サステイナブル材料?施工研究室を立ち上げ,スイコムの応用研究のほか,维持管理?长寿命化技术,高强度コンクリートのワーカビリティ,水质浄化技术,発电技术など幅広い研究を行っている。

坂井吾郎技术研究所主席研究員(右)
取违剛同土木材料グループ上席研究員(左)

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