建設の持続可能性を向上させる簡単な方法

Apr 20, 2023

東京、日本 — 何世紀にもわたって、その高い強度と簡単な製造のため、建物、橋、その他の構造物にコンクリートが使用されてきました。 それにもかかわらず、世界の炭素排出量の約 8% はセメント生産に由来しています。 したがって、この膨大な二酸化炭素排出量を最小限に抑えるための取り組みが継続的に行われています。 これらの汚染削減の取り組みの中には、コンクリート廃棄物の再利用に焦点を当てたものもあります。 たとえば、日本の研究者たちは最近、コンクリートをリサイクルする簡単な手段として高圧圧縮を先駆的に開発しました。 しかし、このような製品を最適に使用するには、さらなる改善が必要です。

さて、最近発表された研究では東京大学生産技術研究所の建築・建材分野の研究者らは、このような圧縮後の熱処理によって引き起こされる圧縮強度と微細構造の変化を実験的に測定した。 この研究は、リサイクルコンクリートの特性を改善し、建設業界の持続可能性を高めるのに役立ちます。

熱処理は、高圧圧縮の有用性を高める手段として提案されている。 ただし、結果は品質の低下から向上までさまざまです。 「私たちはこの議論をより明確にしようと努めました」と上級著者のイブラヒム・モスタジド医師は説明します。 「一般的な熱処理条件とそれに対応する微細構造を体系的に研究することで、得られるコンクリート製品の特性の改善を厳密に評価しました。」

研究者らは、再生ポルトランドセメントコンクリートと鉄/鋼および高炉スラグ添加剤との混合物をテストした。 彼らは 3 つの一般的な圧縮後の熱処理をテストしました。 すべての熱処理により微細構造が再組織化され、特性が向上しました。 さらに、スラグを混入することにより、コンクリートの密度と微細スケールの均一性が向上し、特性の向上にさらに貢献しました。 たとえば、あるコンクリート混合物では、圧縮後に 180°C で 8 時間オートクレーブ処理を行うと、オートクレーブ処理を行わなかった場合と比較して、圧縮強度が 5 倍以上増加しました。 言い換えれば、研究者らはコンクリートリサイクルの成果を向上させるエネルギー効率の高い手段を開発したということだ。

「さまざまな熱処理によりコンクリートの強度が向上しましたが、そのメカニズムは異なりました」とモスタジド氏は言います。 「例えば、コンクリートのオートクレーブ処理は、単純な熱処理後に観察されたものとは異なる鉱物であるハイドロガーネットの生成に対応しました。」

将来的には、研究者はこれらのデータを、蒸気養生などの独自の具体的なリサイクル プログラムの結果と比較できるようになります。 そうすることで、再生コンクリートの性能試験では、明確な数値的および微細構造の基準点が得られます。 このような基準は、研究者が同じ環境持続可能性目標をすべて目的としたさまざまな手順を評価するのに役立ち、建設業界の二酸化炭素排出量を最小限に抑えるのに役立ちます。

- このプレスリリースは東京大学生産技術研究所のウェブサイトに掲載されたものです。