リサイクル材料を組み込んだ持続可能なエンジニアリングセメント系複合材料:実験的検証とライフサイクルアセスメント
Sustainable engineered cementitious composites incorporating recycled materials: Experimental validation and life cycle assessment
本研究では、エンジニアリングセメント系複合材料(ECC)にリサイクルコンクリート粉末(RCP)と廃タイヤ鋼繊維(WTSF)を組み込み、その機械的・環境的性能を実験的試験、デジタル画像相関法(DIC)、走査型電子顕微鏡(SEM)、ライフサイクルアセスメント(LCA)を用いて評価した。DICは曲げ試験中の表面変形を定量化し、ひび割れの発生と伝播を特徴づけるために使用され、SEMは繊維とマトリックスの相互作用、微細構造、ひび割れ橋渡し機構を評価するために使用された。クレードルツーゲートLCAにより、セメント、RCP、工業用鋼繊維、WTSF、および持続可能なECC混合物の環境影響を比較した。実験結果によると、持続可能なECC混合物は競争力のある曲げ性能を維持し、2%のWTSFを含む混合物で44.5 MPa、2%のポリエチレン繊維を含む混合物で43.5 MPaの最も高い曲げ強度を示した。完全な持続可能なECC混合物のLCA結果は、従来のECC混合物と比較して、気候変動の可能性と化石資源消費量の削減を示した。これらの結果は、構造性能を損なうことなく、持続可能で低炭素、循環型の建設慣行を支援するリサイクル材料ベースのECCの可能性を示している。
- リサイクルコンクリート粉末と廃タイヤ鋼繊維を組み込んだ持続可能なECCが、競争力のある曲げ性能を維持(2%廃タイヤ鋼繊維で44.5 MPa、2%ポリエチレン繊維で43.5 MPa)
- クレードルツーゲートLCAにより、持続可能なECC混合物は従来のECCと比較して気候変動影響と化石資源消費量の削減を確認
本記事は、リサイクルコンクリート粉末(RCP)と廃タイヤ鋼繊維(WTSF)を組み込んだ持続可能なECCの機械的・環境性能を実験的に検証した研究であり、材料分野の進展として注目に値する。特にLCAの結果、従来のECCと比較して気候変動影響と化石資源消費量の削減が確認された点は、建設業界の脱炭素化・循環経済ニーズに応える材料イノベーションとして投資判断上有意な情報である。ただし、これは学術研究レベルの成果であり、実用化・商業化の段階には至っていない点には留意が必要。