製造/東北 「無機系廃棄物を利用した「多機能・高耐久性コンクリート」の商品化」

大量の無機系廃棄物が使用可能な高耐久性コンクリート
 
 セメントを全く使用せず、独自に開発した改質水ガラスなどの耐酸性固化材「ヨーガス」を用い、骨材に都市ゴミ溶融スラグなど無機系廃棄物を利用した高耐久性のコンクリート二次製品「グリンクリート」を商品化する。高耐酸性・高強度で耐久性に優れているため、酸性の河川・土壌や海岸の護岸、下水道施設などで広範な用途を見込んでいる。

 コア企業の土木地質が固化材の改良・改質、配合設計などを行い、連携企業のコンクリート二次製品メーカーである東栄コンクリート工業(山形市)に委託して製品の暴露試験や製造技術の確立を進める。北辻政文・宮城大学食産業学部助教授の指導の下に、東北六県で農業関連施設などでの適用を進めている。

 ヨーガスの原材料としては、都市ゴミ溶融スラグ、フライアッシュ、クリカーアッシュ、ガラスダストなど多種多様。こうした無機系廃棄物を大量利用・リサイクルすることで、循環型社会の構築を牽引していく。

土木地質(株)


会社名
役割分担
■コア企業
土木地質(株)
固化材の改良・改質・配合設計および製品協会の運営
東栄コンクリート工業(株)製品の暴露試験・製造技術の確立



土木地質(株) 橋本良忠社長<br>「改質水ガラスを除けば、すべて無機系の廃棄物で代替することも可能です」

土木地質(株) 橋本良忠社長
「改質水ガラスを除けば、すべて無機系の廃棄物で代替することも可能です」

【高耐酸性・高強度のコンクリートを普及拡大】

 土木地質は、建設コンサルタント、地質調査などが主業務。東北地方を地盤に事業を展開していく中で、酸性の河川・土壌や塩害によるコンクリート構造物の劣化・腐食に着目、1995年ごろから酸に強く強度・耐久性の高いコンクリートの開発に取り組んできた。

 セメントに代わる固化材として注目したのが、地盤改良などにも使われる水ガラス。これを主固化材にして耐酸性コンクリートの開発を進めた。01年には中小企業創造活動促進法の認定を得て固化材の改良を進め、同社が改質水ガラスと呼ぶアルカリ金属可溶性けい酸塩の固化材Aとシリカ質、ガラス質などを成分とする固化材B、Cの三つで構成するノンセメントの耐酸性固化材「ヨーガス」を開発した。

 「ヨーガス」はセメントの水和硬化とは全く異なるメカニズムで、水和反応生成物による水和硬化組織をナノメートル(ナノは10億分の1)オーダーで形成する。このため、通常のコンクリートでは避けられない硫化水素などによる劣化・腐食に対する耐性が高い。5%の硫酸水溶液(pH1以下)の厳しい酸性環境下でもコンクリート表面が溶脱・崩壊することがないという。

 これを用いたコンクリート「グリンクリート」は、コンクリート二次製品製造設備の「60度Cで4時間保持」の蒸気養生で製造可能だ。標準4時間の蒸気養生で最終強度の70%を発現、圧縮強度は1平方ミリメートル当たり60−70ニュートンと通常のコンクリートを上回る強度を達成する。


【廃ガラスで粉体の主固化材も開発へ】

 固化材Bの代替としては都市ゴミ溶融スラグ、固化材Cの代替としてはフライアッシュやガラスダスト、そして骨材の砂・砂利の代替としては溶融スラグやクリンカーアッシュを使用できる。また各材料の混入割合も用途や工程に応じて柔軟に設計が可能だ。

 型枠打設のスラリー性状はゼロスランプから高流動化まで自由に設計が可能で、作業時間(可使時間)も広い範囲に設定できる。改質水ガラスを除けば「すべて無機系の廃棄物で代替することも可能」(橋本良忠土木地質社長)という。つまり発生量が年々増大する無機系廃棄物の完全リサイクルシステムを実現する。

 新連携では、固化材の改良を進めるとともに、河川用護岸ブロックで特許を持つコンクリート二次製品メーカーの東栄コンクリート工業が暴露試験や試作量産を行い、商品化・事業化を進める。さらに北辻政文・宮城大学食産業学部助教授の指導の下に、東北六県で用水路など農業関連施設への適用も進めていく方針だ。
 また環境の酸性化が進む中、「ヨーガス」には耐酸性バインダーとしての機能もあることから、無機系産業廃棄物の処理に加え、カドミウム、鉛などの重金属類の固化・封止材としての用途開発も期待される。