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貝殻をコンクリートに混ぜて脱炭素、ホタテが最適なワケ
工学院大学建築学科の田村雅紀教授らの研究グループは、炭酸カルシウム（CaCO3）を主成分とするホタテの貝殻を細骨材に用い、二酸化炭素（CO2）を固定するコンクリートを開発した。共同開発者の高橋カーテンウォール工業が手掛けるプレキャストコンクリート製カーテンウオール製品への適用を目指す
ホタテ貝は、海中のCO2を吸収して炭酸カルシウムの殻をつくる。貝殻を砕いてつくった細骨材（以下、貝殻砂）は、主成分の90%以上が炭酸カルシウムで、その質量のうち約44％をCO2が占める。コンクリートを構成する水、セメント、細骨材、粗骨材のうち、細骨材を貝殻砂に置き換えることで、コンクリート内部にCO2を固定し、建材の分野からカーボンニュートラルに貢献する狙いがある。
開発したコンクリートでは、貝殻砂の混入量を細骨材の約70％に抑えた。貝殻砂の割合を増やしすぎるとコンクリート中の空気量が増え、流動性や強度の低下を引き起こすためだ。粒径の小さいシリカフュームを添加することで、コンクリートに混入する空気量を抑え、密実性を高めて性能の低下を防いでいる。セメントは、プレキャスト製品への応用や工期短縮によるCO2排出量削減効果に配慮し、1日で強度が発現する早強ポルトランドセメントを採用した。
なぜホタテ貝なのか
貝類のうち、国内消費と海外への輸出共に需要が大きいのがホタテです。2021年のホタテの漁獲量は年間35万トンです。このうち、身を外した後の貝殻は約半分の重量になり、約17万トンが廃棄物になります。 この貝殻を以前は土に埋めていましたが、貝殻は土に埋めてもほぼ分解されません。さらに年月を経ると土壌汚染になることがわかりました。そこで貝殻を土に埋めずに廃棄物として焼却処理すると１トンあたり約１万円の費用がかかります。加えて燃やすことでCO2を排出します。
つまり、環境負荷の高い貝殻の有効利用がコンクリート材としての活用なのです。
日経XTECHから抜粋