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お知らせ2024年04月04日

－国内产出での天然資源を用いた环境配慮技术－

　当社と戸田建設株式会社（東京都中央区、社長：大谷清介）は、コンクリート用火山ガラス微粉末を用いた环境配慮型コンクリート（低炭素性）について将来の発展性を考慮し、共同で基本性状を確認し、研究開発に着手しました。

■ 開発の背景

　様々な构造物に使用されているコンクリートですが、その製造に関わるCO₂の排出量のうち、セメントの材料を起源とするCO₂排出量は约9割を占めています。そのため、セメントの一部を高炉スラグ微粉末やフライアッシュのような産業副産物で置換した混合セメントの利用が求められており、当社らも従前より高炉スラグ微粉末を使用した环境配慮型コンクリートの開発に取り組んできました。しかしながら、脱炭素に向けて、高炉から電炉製造への転換や火力発電の縮小の動きが見られ、高炉スラグ微粉末やフライアッシュの供給量が低減する可能性があります。そこで、国内で調達可能な天然資源である火山ガラス微粉末に着目し、新たな环境配慮型コンクリートの研究に着手しました。

■ コンクリート用火山ガラス微粉末とは

　火山ガラスとは火山性堆积物を主原料とする天然ポゾランであり、火山堆积物（シラス）が広く分布する鹿児岛県では、県発注の一部の工事や二次製品のコンクリートへ使われる等积极的に活用されています。また、火山ガラスを一定の粒度に调整した火山ガラス微粉末は、以下のような特徴を有します。

①焼成の必要がなく、セメントと比較して、製造における环境負荷が小さい
②原料となる火山性堆積物は国内に広く分布しており、運搬における环境負荷の低減が期待できる
③セメントや骨材と置换して使用することで、コンクリートの圧缩强度や耐久性の向上が期待できる

　このような特徴から、火山ガラス微粉末はコンクリート製造时におけるCO₂排出量削减効果のあるセメント代替品として、さらに、我が国では100％输入に頼っている高强度コンクリート用シリカフュームの代替品としての活用が期待されており，2020年3月にJIS A 6209（コンクリート用火山ガラス微粉末）が制定されました。また、2022年にはJASS5（建筑工事标準仕様书?同解説：鉄筋コンクリート工事）に混和材料として、2024年にはJIS A 5308（レディーミクストコンクリート）に使用材料として「コンクリート用火山ガラス微粉末」が记载されました。

■ 確認したコンクリートとしての基本性状

　当社らは鹿児岛県产火山ガラスを使用したコンクリートの基本物性を确认しました。

① 环境配慮性を考慮し、セメントの代替として使用（コンクリート用火山ガラス微粉末Ⅱ種）
火山ガラス微粉末を一定の割合でセメントと置换して使用した场合も、普通ポルトランドセメントを使用したベースコンクリートと同等なフレッシュ性状（写真1）、圧缩强度が得られることを确认しました（水结合材比50％、标準养生、材齢28日にて圧缩强度36N/mm²以上）。

② 超高強度コンクリートで使用されるシリカフュームの代替として使用（同上Ⅰ種）
一般的に超高强度コンクリート向けに使用されているシリカフュームプレミックスセメントのシリカフューム置换率を基に、火山ガラス微粉末の置换率を定め、フレッシュ性状、圧缩强度を确认しました。その结果、良好なフレッシュ性状（写真2）が得られ、シリカフュームプレミックスセメントを使用したベースコンクリートと同等な圧缩强度が得られることを确认しました（水结合材比20％、标準养生、材齢28日にて圧缩强度130N/mm²以上）。

■ 今後の展望

　今后は実构造部への适用を目标とし、レディーミクストコンクリート工场において、出荷を想定した试し练りや、模拟试験体による强度、耐久性、施工性等の确认を行います。また、実出荷时のCO₂削减量に関して试算検讨を进めていきます。