城の漆喰のオリジナルの発想から、-----????
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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
小山 航
日経クロステック/日経アーキテクチュア
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。
写真左がホタテの貝殻を砕いてつくった細骨材。
コンクリート材料のうち、砂と置き換える。
右がコンクリートの試験体で、色の濃いものがシリカフュームを添加したもの
(写真:日経クロステック)
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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。
貝殻砂の量とコンクリートを圧縮破壊するエネルギーの関係。強度を出すには約7割を置換するのが最適と判断した
(出所:高橋カーテンウォール工業)
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貝殻砂の割合やシリカフュームの添加量は、
工学院大学の試験場で検証。
高橋カーテンウォール工業の製品で使用しているコンクリートと同等の設計基準強度30N/mm2を確保できることを確かめた。
同社執行役員の佐々木哲也技術部長は、
数年前からコンクリート製カーテンウオールを取り巻く状況に危機感を持っていた。
「高層ビルのカーテンウオールはガラス製がほとんど。
コンクリート製のものはエントランスなど一部でしか使わないのが現状だ。
脱炭素への貢献を付加価値にして、新しいカーテンウオールをつくりたい」
(佐々木技術部長
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カーテンウォールとは? その種類と特徴を徹底解説!|生活の中で起こる様々なトラブルの解決方法や、事例のご紹介 (spt99.net)
カーテンウォールって何?
カーテンウォールを直訳すると、「カーテンの壁」となります。実はこの言葉はカーテンウォールの特徴を端的に示しており、まるでカーテンのように建物から吊るされていたり、建物に貼り付いている壁のことをいいます。壁そのものは建物の荷重を直接受けないことから「非耐力壁」や「帳壁」とも呼ばれ、軽量で取り外しができるという特徴があります。言ってみれば、ビルの外壁がパーテーション(間仕切り)のようなものでできているようなものですね。主に高層建築物の外壁に採用されており、ガラス張りの超高層ビルのほとんどはカーテンウォール工法で造られています。もう少し詳しく説明していきましょう。 カーテンウォールが登場する以前の鉄骨鉄筋コンクリート構造(SRC造)の高層建築は、コンクリート製の外壁が鉄骨・鉄筋とともに建物の荷重を支え、さらに地震や風圧の力を防ぐ、文字通りの”壁”となっていました。しかし、建物の高層化がさらに進むと、外壁自体の重量が風圧や地震によってかかる力の負担になることが課題となりました。
そこで、開発されたのがカーテンウォール。建物の自重と建物にかかる荷重は、柱、梁、床などで支え、外壁はその負担から逃れ、軽量化して構造物に貼り付けるという考え方です。これにより、地震の際に、揺れに抵抗するのではなく、揺れを吸収することで建物が壊れるのを防ぐ柔構造を採用しても、歪みの影響が少ないため、ガラスが道路などに飛散するリスクを減らすこともできるようになりました。
また、カーテンウォールの登場により、建物の外壁にアルミやガラス、セラミックといったさまざまな素材が使われるようになり、デザイン性に富んだ、個性豊かなファサードを持つ高層建築物が誕生するなど、高層ビルそれぞれのイメージを左右する大きな要素ひとつになっています。 カーテンウォールはいくつかの部材が組み合わされてできています。カーテンウォールの構成材を大別すると、表面材と機能材に分けることができます。表面材とはビルの外観をつくる素材で、ガラス、アルミなどの金属、石材などがあります。一方、機能材には、風圧などカーテンウォールにかかる力を建築躯体に伝えるための構造部材、カーテンウォールと建築躯体をつなぐファスナー部、そのほか、気密材、シーリング材、断熱材、耐火材などかあります。
これらの構成要素がすべて組み合わさって、カーテンウォールが造られています