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カーボンリサイクル・コンクリート「T-eConcrete®/Carbon-Recycle」を開発

環境配慮コンクリート製造過程におけるCO2収支マイナスを実現

2021年2月16日
大成建設株式会社

 大成建設株式会社(社長:相川善郎)は、環境配慮コンクリート「T-eConcrete」※1の製造過程で排出されるCO2量に対して、工場の排気ガスなどより回収したCO2から製造する炭酸カルシウムを用いて、コンクリート内部にCO2を固定することで、CO2収支をマイナスにすることが可能となる、カーボンリサイクル・コンクリート「T-eConcrete/Carbon-Recycle」を開発しました。(図1参照)

 現在、国内では「カーボンリサイクル」の実現に向け、2019年に資源エネルギー庁にカーボンリサイクル室が設置され、回収したCO2の直接利用や、CO2を用いた炭酸カルシウムの製造などのイノベーションが推進されています。

 当社は、これまで“セメントを使用しないコンクリート”をはじめとする環境配慮コンクリート「T-eConcrete」の開発を進め、コンクリート製造時におけるCO2排出量の削減に努めていますが、これらの技術を発展させて「カーボンリサイクル」に対応するためには、以下のような課題がありました。

  • 回収したCO2を、直接、コンクリートに吸収させるとコンクリートが中和され、鉄筋の防錆機能を失う。
  • CO2の吸収を容易にするため、コンクリート内に微細な空隙を増やす構造にした場合、コンクリート強度が低下する。
  • 回収したCO2を用いて製造した炭酸カルシウムを大量にコンクリートに添加すると、粘り気の増加や硬化遅延により施工性が著しく低下し、硬化後の強度が低下する。

 そこで、当社は、これまで「T-eConcrete」の開発で蓄積したCO2排出量を削減するコンクリート技術やノウハウを駆使し、回収したCO2から製造されるカーボンリサイクル材料※2である炭酸カルシウムを、製鋼副産物である高炉スラグ※3主体の結合材※4により固化させることで、コンクリート内部にCO2を固定するカーボンリサイクル・コンクリート「T-e Concrete/ Carbon-Recycle」を開発しました。

図1 カーボンリサイクル・コンクリート概要
図1 カーボンリサイクル・コンクリート概要

 本技術の特徴は、以下のとおりです。(図1、写真1、2参照)

  1. 1

    コンクリート内部にCO2の固定が可能
    回収したCO2から製造した炭酸カルシウムを介して、コンクリート1m3あたり70~170kgのCO2固定が可能です。固定する効率は、CO2を地中貯留する技術CCS(Carbon dioxide Capture and Storage)に匹敵します。

  2. 2

    製造過程におけるCO2収支のマイナスを実現
    コンクリート材料内部へのCO2固定と産業副産物である高炉スラグの使用により、製造過程におけるCO2収支を-55kg/m3~-5kg/m3(注)と「マイナス」にすることが可能となります(普通コンクリートのCO2排出量は250~330kg/m3)。

    1. 注:1kgのCO2を回収して炭酸カルシウムを製造するために、製造設備から0.5kgのCO2が排出されると仮定した場合の試算値。
  3. 3

    コンクリート内部の鉄筋腐食を防ぎ、構造物の耐久性を維持
    回収したCO2を、製造時に直接、コンクリートに吸収させないため、強アルカリ性を保持でき、コンクリート内部の鉄筋の腐食を防ぐことが可能で、鉄筋コンクリート構造物の耐久性を維持します。

  4. 4

    通常設備で製造でき、普通コンクリートと同等の強度、施工性を発揮
    特殊な設備を使用することなく、生コン工場の通常設備で製造が可能です。また、強度特性(圧縮強度:20~45N/mm2)や、施工性の指標となる流動性(スランプ15cm、スランプフロー60cm)も普通コンクリートと同等で、これまでに蓄積された設計、施工、施工監理に関する技術と経験が活用できます。

写真1  T-e Concrete/Carbon-Recycleの切断面
写真1 T-e Concrete/Carbon-Recycleの切断面
写真2  T-e Concrete/Carbon-Recycleの性状
写真2 T-e Concrete/Carbon-Recycleの性状

 今後、当社は、カーボンリサイクル材料の開発・市販の状況を踏まえ、「T-eConcrete/Carbon-Recycle」を現場打ちコンクリートや二次製品など多様な建設資材に取り入れてまいります。また、利用者に広く提供できるよう、「T-eConcrete研究会」※5とも連携して商品化に向けた更なる技術開発を進めてまいります。

  1. ※1

    環境配慮コンクリート「T-eConcrete」:普通セメントの代わりに産業副産物の高炉スラグやフライアッシュなどを混合したコンクリートで、その製造過程で発生するCO2排出量を、従来の普通セメントを使用する一般的なコンクリートと比較して最大で80%削減が可能 https://www.taisei.co.jp/about_us/wn/2014/140909_3940.html
    天然石材調建材「T-razzo」:https://www.taisei.co.jp/about_us/wn/2019/190705_4668.html
    T-e Concrete研究会:https://www.taisei.co.jp/about_us/wn/2021/210112_5022.html

  2. ※2

    カーボンリサイクル材料: 回収したCO2から製造される炭酸カルシウムや将来的にはコンクリート用砂利・砂の代替となるCO2固定可能な粉砕した廃コンクリートなどの材料。
    カーボンリサイクル材料としての炭酸カルシウムはまだ流通が始まっていないため、T-e Concrete/Carbon-Recycleには、CO2とカルシウム成分を反応させて製造した炭酸カルシウムを使用

  3. ※3

    高炉スラグ:高炉(溶鉱炉)で銑鉄と同時に生成される産業副産物。ここでは水によって急冷し、乾燥・粉砕した高炉スラグ微粉末

  4. ※4

    結合材:コンクリート中の砂利や砂などの骨材を“接着”する粉体材料で、通常はポルトランドセメントを使用

  5. ※5

    T-eConcrete研究会:CO2排出量削減への貢献を目的として、大成建設ほか土木・建築資材メーカー8社が参画して活動している環境配慮コンクリートに関する研究会。研究会を通じて土木構造物用部材や建築物内外装建材などの多様な商品開発を行い、各社製品として外販を展開

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