安藤ハザマ、コンクリートの水密性を高める新技術を共同研究で開発

安藤・間(以下、安藤ハザマ)は9月4日、名古屋大学、積水化学工業との共同研究において、コンクリートの水密性を高める新技術を開発したことを発表した。

自然界に見られるコンクリーション

日本では、放射性廃棄物を安全に地下処分しなければならないという重大な課題を抱えている。今回の新技術は、自然界に存在するコンクリーション化技術を応用し、コンクリートのひび割れを自己充填することで、超長期耐久性を実現するというもので、放射性廃棄物処分施設における安全性の向上に大きく貢献すると期待されている。

放射性廃棄物処分施設では、セメント系材料の使用が不可欠となっており、特に高レベル放射性廃棄物施設では、ひび割れを厳しく抑制できる高耐久性材料が求められている。

この課題を解決するため、開発チームは自然界に存在する「コンクリーション」に着目した。これは、生物の遺骸から生じた炭酸イオンと海水中のカルシウムイオンが結合して炭酸カルシウムを生成し球状に固まったもの。この原理を人工的に再現するため、積水化学工業と名古屋大学はコンクリーション化剤(CONSEED)を開発しており、すでに研究が進められている。

コンクリーションのメカニズム(ツノガイの例)

安藤ハザマはこの特性に注目し、施工段階で材料にに粒状のコンクリーション化剤を混ぜることで、内部で炭酸カルシウムを形成させ、ひび割れを自己充填する技術の開発を目指した。この原理は、約2,000年前に建設されたパンテオンのローマンコンクリートにも類似しており、その強固さと耐久性はすでに証明されている。

液体及び粒状のコンクリーション化剤(提供：名古屋大学吉田研究室・積水化学工業)

実証試験では、セメントにコンクリーション化剤を混合し、1カ月間水中養生した。事前に供試体には人工的に微細なひび割れを発生させており、試験後にはひび割れ部分に炭酸カルシウムが充填されていることが確認できた。

圧縮強度試験では、水中養生後の強度が当初の1.5倍以上に向上したことがわかった。多孔質にした供試体にコンクリーション化剤を塗布し、3カ月間養生したところ、水の通りやすさを示す透水性が大幅に改善されていることが確認できた。これらの結果から、ひび割れを自己充填する効果と、強度および水密性の向上が実証された。