微生物のチカラでコンクリートが自己治癒!?最新のコンクリート紹介

微生物のチカラでコンクリートが自己治癒!?最新のコンクリート紹介

自己治癒するコンクリートがあるのは本当か気になっていますね。結論から申し上げると、自己治癒コンクリートは実在します。

自己治癒コンクリートは、ひび割れが生じた際に自ら補修を行うというコンクリートです。

ひび割れを自己治癒することで、コンクリートの寿命を延ばすことができます。

この記事では、自己治癒コンクリートとは何か、どのような仕組みで自己治癒するのか、ほかの最新コンクリートなどについて解説します。

ご自宅の外構や基礎で取り入れると、メンテナンスがとても楽になるので、ぜひ参考にしてみてくださいね。

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自己治癒コンクリートとは?

ひび割れたコンクリート

自己治癒コンクリートとは、ひび割れが生じたときに自ら感知し、修復を進めていくというコンクリートのことです。

分かりやすく言うと、人間が自身の怪我を自然治癒で治していくようなイメージです。

修復の材料として使われるのは、バクテリアやマイクロカプセルなどさまざまです。

近年もっとも注目を集めているのは、バクテリアを用いている「Basilisk(バジリスク)」という自己治癒コンクリートです。

「Basilisk(バジリスク)」は欧州で、2014年に開発者が立ち上げたバイオベンチャー企業「バジリスク・コントラクティングBV」が販売を開始していましたが、日本では北海道に本社を置く「會澤高圧コンクリート」が、バジリスクと提携し独占販売権を持っています。

また、同社は自己治癒コンクリートの量産技術を世界で初めて確立し、2020年11月16日から自己治癒化材料の製造を開始しています。

自己治癒コンクリートの仕組み

自己治癒コンクリートがどのようにひび割れを修復していくのかを、「Basilisk(バジリスク)」を例にしてご紹介します。

コンクリートの練り混ぜ時にバクテリアと、その餌のもととなるポリ乳酸を混入します。バクテリアはコンクリートの内部で休眠状態になっているのですが、ひび割れが生じ雨水や酸素が入り込むとバクテリアが目を覚まします。

バクテリアは分裂を繰り返し、餌となる乳酸カルシウムを摂取します。そしてバクテリアが炭酸カルシウムを排出することでひび割れが埋まっていきます。

修復期間は平均で6週間程度です。

完全にひび割れが埋まり、外部からの水や酸素が遮断されると、バクテリアは再び休眠状態となり、次のひび割れの発生に備えるという仕組みです。

なお、バクテリアは200年程度まで休眠できます。

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自己治癒コンクリートのメリット

メリット

自己治癒コンクリートの具体的なメリットを3つご紹介します。

ひび割れを初期の段階で修復できる

コンクリートを練り混ぜる時には多くの水分が使用されるため、この水分が空気中に蒸発することでコンクリートは収縮します。

コンクリートはこの乾燥収縮によって、どうしてもひび割れが発生してしまうのです。

しかし、ひび割れが生じるとそこから雨水が侵入し、内部の鉄筋を腐食させたり、地盤沈下を引き起こしたりする危険性があります。

そこで自己治癒コンクリートを使用すると、初期段階のひび割れを自ら修復してくれるので、構造物に大きな影響を与える心配はありません。

補修などのメンテナンスが不要になり、長期的に構造物を守ることができるのです。

1mm程度のひび割れまで対応できる

自己治癒コンクリートは1mm程度のひび割れにも対応できます。

また、1mm程度の幅のひび割れも、約2ヶ月で修復した実績もあるのです。

軽微なひび割れから、目で見て気になるほどのひび割れまで修復できるのは、とても安心感があります。

地球環境にも優しい

コンクリートを生産する際には、大量の二酸化炭素が排出されるため、地球環境への影響が懸念されています。

実際、コンクリートの原料となるセメントを1t生産するにあたり、およそ0.8tの二酸化炭素が排出されます。

日本のセメント消費量は年間で約4,300万tなので、約3,400万tもの二酸化炭素が大気中に放出されている計算です。

これは日本の全産業の放出量のうち5~7%に相当します。

しかし、自己治癒コンクリートを用いてコンクリートの耐用年数を延ばすことで、コンクリート製造時に発生する大量の二酸化炭素の削減に繋がります。

自己治癒コンクリートを量産化することは、地球環境にとっても非常に大きなメリットとなるでしょう。

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自己治癒コンクリートのデメリット

デメリット

自己治癒コンクリートは構造物だけでなく地球環境にとっても大きなメリットがありましたが、デメリットもあります。

ここからは自己治癒コンクリートのデメリットを2つご紹介します。

強度が戻るわけではない

自己治癒コンクリートでひび割れが修復された場合、その修復箇所の強度が戻るわけではないという点に注意しましょう。

しかし、ひび割れが修復できるのと、そのまま放置するのとでは、コンクリート全体の耐久性が大きく変わります。

ひび割れを放置していると、内部に雨水が侵入し、コンクリートを内部から破壊しかねません。

そのため、強度を戻すという意味合いではなく、耐久性をもたせるという意味では、自己治癒コンクリートのメリットは非常に大きいです。

価格が高い

自己治癒コンクリートの価格は、一般的なコンクリートの2倍程度になります。

そのため、導入コストがかかるのはデメリットと言えるでしょう。

しかし、自己治癒コンクリートはメンテナンス費用が抑えられるので、トータルコストを考えるとお得になるでしょう。

また、ひび割れ補修の手間も省けるので、価格が高くてもその分の恩恵は受けられます。

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自己治癒コンクリート以外の最新コンクリート2選

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これまで、自己治癒コンクリートについてご紹介しましたが、ほかにも最先端の技術を用いたコンクリートはいくつかあります。

ここからは、最新のコンクリートを2つピックアップしてご紹介します。

無孔性コンクリート(PFC)

無孔性コンクリート(PFC)は太平洋セメントが開発した世界最高強度を誇るコンクリートです。

一般的なコンクリートは、どうしても内部に小さな空気の隙間が入ってしまいます。

隙間があることで強度が落ちるので、この隙間を減らし小さくすると強度が高まります。

PFCは粒子の大きなセメントの隙間を埋めるため超微粉材料を使用したり、吸水処理をしたりすることで、最終的な工程を経て内部に残る空気の隙間は1%未満となったのです。

このようにして、流し込み成型のコンクリートとして世界最高の強度を実現しました。

ハイブリット・プレストレスト・コンクリート(HPC)

ハイブリット・プレストレスト・コンクリート(HPC)は、沖縄発の錆びないコンクリートです。

一般的なコンクリートは鉄筋を埋め込み強度を保つので、鉄筋が錆びないよう分厚くする必要がありました。

しかし、HPCはカーボンワイヤーを使うことで錆びないようにし、その結果厚みのないコンクリートができたのです。

強度を保ちつつ、38mmの薄さを実現するとともに弾力性も持ち合わせています。

HPCの開発で、台風による塩害に悩まされることもなく、デザイン性の高い構造物を作ることができるようになったのです。

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