杏吧原创

株式会社 安藤?間（本社：東京都港区、代表取締役社長：国谷一彦、以下「杏吧原创」）は、名古屋大学博物館館長?大学院环境学研究科 吉田英一教授（愛知県名古屋市、以下「名古屋大学吉田研究室」）及び積水化学工業株式会社（東京本社：東京都港区、代表取締役社長：加藤敬太、以下「積水化学工業」）との共同研究において、コンクリーション化技術を応用し、コンクリートの水密性を高める技術を開発しました。

我が国では、放射性廃弃物を安全に地下処分しなければならないという重大な课题を抱えています。この分野に当技术を利用することで、将来的に、ひび割れの発生を抑制した安全な地下処分坑道等の建设に大きく贡献することが期待されます。

1．开発の背景

放射性廃弃物の処分施设にはセメント系材料の使用が必须であり、このうち低レベルの放射性廃弃物処分施设では、フライアッシュや高炉スラグ等の混和材の使用によりひび割れを抑制する研究や、ひび割れ制御鉄筋の配置によって発生するひび割れの幅と本数を制御する等の対策が行われています。一方、高レベルの放射性廃弃物処分施设では、高强度で耐久性のある材料を使用することにより、ひび割れの発生をさらに厳しく抑制することが求められています。

2．技术の概要

自然界には海岸近くの堆积岩においてコンクリーションと呼ばれる球状の块が存在しています（図1）。これは生物の遗骸が分解されて生じた炭酸イオンと海水中のカルシウムイオンが结合し、炭酸カルシウムが生成されたもので（図2）、国内外で多く见ることができます。

このような天然のコンクリーションに対して、名古屋大学吉田研究室と积水化学工业の研究グループは、人工的にコンクリーションを発生させるコンクリーション化剤（CONSEED^?）の开発に成功しており（図3）、现在、异业种?机関?分野が连携してコンクリーション化剤を用いたさまざまな実証试験?研究が进められています^（注1）。

コンクリーション化剤には液体状や粒状等があり、それぞれ炭酸イオンを放出させることができます。また、コンクリートにはカルシウム分が含まれており、炭酸イオンとカルシウムイオンが结合することで炭酸カルシウムが形成されます。

杏吧原创らは、この特性に着目し、施工段阶でセメント系材料に粒状コンクリーション化剤を混合することで、コンクリート内でコンクリーションを起こし、炭酸カルシウムによってひび割れを自己充填して水密性を高める（透水性能を低下させる）技术の开発を目指しました。

イタリアのローマにあるパンテオン（図4）は、ローマンコンクリート（火山灰、石灰、火山岩、海水を混合したもの）と呼ばれるコンクリーションと类似の材料を用いて约2000年前に建造されたもので、现在でもひび割れのない健全な状态を保ち続けています。また、自然界のコンクリーションは数百万年以上前の地层から発见されており、长い年月の风化に耐えられることが分かっています。このように、コンクリートにコンクリーションの原理を利用することで、パンテオンや自然界のコンクリーションのように强固であるばかりでなく、ひび割れを自己充填することで水密性を高め、将来的に超长期间の耐久性を有するコンクリート构造物を建设することが可能となります。

3．実証试験と确认された効果

実証试験では、セメントにコンクリーション化剤を混合した供试体を作り、1ヶ月间水中养生を行いました。供试体には予め微细なひび割れを人工的に多く発生させており、ひび割れに灰褐色の物质（炭酸カルシウム）が充填されていることが确认できました（図5）。

そして、水中养生前后で圧缩强度试験を行った结果、コンクリーションによって强度は当初に比べて1.5倍以上となることが分かりました。また、人工的に多孔质（空隙が多い）にした供试体の上面に液体状コンクリーション化剤を涂布し、3ヶ月水中养生后の透水性（水の通り易さ）を测定した结果、透水性も养生前に比べて大幅に改善されることが确认されました（図6）。

4．今后の展开

コンクリーション化技术を放射性廃弃物の処分问题に适用するためには、最终的に地下処分坑道周辺の岩盘を緻密化する必要があり、コンクリートを緻密化させるだけでなく、コンクリート中のコンクリーション化剤に含まれるイオンを岩盘中に放出させる技术が求められます。

当社はこれらの技术を低コストで适用することを目指すとともに、原子力分野のみならずインフラの老朽化问题をはじめとする建设分野においても広く贡献できるよう、さらなる研究开発を行っていきます。