高度成長期のコンクリートが劣化する
「コンクリート・クライシス」

　高度成長期の日本において、橋や高速道路、マンションなど、数多くのコンクリート建造物がつくられた。ところが今、それらの劣化が顕著になり、「コンクリート・クライシス」と呼ばれる社会問題へと発展している。

「本来、コンクリートの寿命はもっと長く、100年以上長持ちしているものも少なくありません。しかし、高度成長期には、大量のニーズに応えるために、品質や強度よりも低コストと扱いやすさが優先されました。その結果、想定より早めに劣化してしまったのです」

　こう指摘するのは、金沢工業大学工学部環境土木工学科の宮里心一教授だ。

　宮里教授が研究生活をスタートさせたのは、瀬戸大橋など、まだ建設ラッシュが続いていた時期だった。だが、港湾建造物の専門家の恩師から、「すでに桟橋では、塩害による腐食が始まっている。造るだけでなく、維持管理にも目を向けるべきだ」と示唆され、卒業論文では塩害対策に取り組んだ。金沢工業大学に赴任後も、季節風が激しい北陸では先行して劣化が進行していたこともあり、地域の課題として精力的に研究を進めてきた。

　しかし、研究はスムーズに運んだわけではない。コンクリート劣化の大きな要因は、内部の鉄筋が腐食することにあるが、宮里教授が研究を始めた当初は、その腐食のメカニズムすらわかっていなかったのである。そこで、宮里教授は、根本的な原因解明に着手した。

「コンクリートはもともと、ひび割れても問題ないように設計されています。そのため、ひび割れが入っても放置されがち。しかし、ひび割れた部分から塩水が入って、鉄筋が切れたり、細くなったりする。その局所的な劣化が起点となって、コンクリート全体の劣化が進行するのです。そのため、早めにひび割れを点検・補修することが重要になります。

　また、コンクリートは、セメント、水、砂、砂利（砕石）を練り混ぜて固めたものですが、アルカリと反応して膨らむ性質の砂利があります。その砂利が含まれていると、固まった後も内部で膨張し、亀の甲羅のようなひび割れが起こる。そうしたメカニズムを明らかにし、論文発表してきました」

宮里研究室の研究の全体像

コンクリートにCO₂を吸収させ
カーボンニュートラルに挑戦

　劣化原因を解明した上で、宮里教授は、新たなコンクリートの開発へと歩を進めている。「長寿命」で「環境に優しく」「地域社会に役立つ」ことが、研究のコンセプトだ。

　まず長寿命については、鉄筋の代替材料として、腐食しにくいステンレスやFRP（繊維強化プラスチック）に着目している。

「初期コストが高くなることがネックですが、ライフサイクルコストの観点で見ると、極めて有効な材料になると期待しています」

　環境への配慮としては、コンクリートにCO₂を吸収させて、カーボンニュートラル（CO₂の放出と吸収が相殺されている状態）を実現する画期的な研究が進行中だ。

「現在、経済産業省や大手ゼネコンと連携して研究を行っています。政府は、2030年までにCO₂などの温室効果ガス排出量を、2013年度比で46％削減、2050年度に実質ゼロにする目標を掲げており、今後、ビッグプロジェクトに発展していく可能性大です」

　産業廃棄物を活用する研究も興味深い。例えば、北陸の石炭火力発電所から廃棄される「石炭灰」を、セメントに混ぜることで、地域の産業廃棄物の削減を図る研究が行われている。石炭灰には、先述したアルカリと反応して膨らむ性質がないため、強度や耐久性が向上するメリットもある。環境にやさしく、地域社会に役立つ研究であり、地元の電力会社や生コンクリート業界も協力している。

「こうした研究成果を、実際に社会で活用する『社会実装』型の研究を展開することが、私のポリシーです。そのために、研究の多くが産官学連携で進められていますし、研究室の学生と一緒に、工事現場や自治体などにも多く足を運んでいます。現場で何に困っているのか、ニーズを把握することが、次の研究へのヒントにもつながるのです」