JP4829017B2

JP4829017B2 - 二酸化炭素固定化構造部材

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Publication number: JP4829017B2
Application number: JP2006179308A
Authority: JP
Inventors: 正朗小島; 健郎三井; 忠弘柿沢
Original assignee: Takenaka Corp
Current assignee: Takenaka Corp
Priority date: 2006-06-29
Filing date: 2006-06-29
Publication date: 2011-11-30
Anticipated expiration: 2026-06-29
Also published as: JP2008008025A

Description

本発明は、セメント系材料を利用して大気中の二酸化炭素を固定化する二酸化炭素固定化構造部材に関する。

現在、大気中に排出された二酸化炭素がもたらす地球温暖化に対する早急な対策が求められている。ＣＯ_２抑制対策として、太陽光発電等の自然エネルギーや省エネなどの技術と並んで、排出された二酸化炭素を固定化する技術の開発が挙げられている。

二酸化炭素を固定化する方法としては、土木建築構造物に二酸化炭素を吸収させることが考えられる。土木建築構造物に使用される一般のコンクリートは、大気中の二酸化炭素と反応して炭酸化反応を生じる性質がある。

この反応は、硬化したセメント水和物に含まれる水酸化カルシウムが、大気中からコンクリートに浸透した二酸化炭素と反応して炭酸カルシウムを生じるものであり、以下の反応式で表すことができる。

Ｃａ（ＯＨ）_２＋ＣＯ_２ → ＣａＣＯ_３＋Ｈ_２Ｏ
上式の反応により、大気中の二酸化炭素が炭酸カルシウムとなってコンクリート中に固定化され、大気中の二酸化炭素が減少することになる。そして、コンクリート中の炭酸カルシウムは安定な反応物として存在し、極めて分解されにくいので、二酸化炭素はそのままコンクリート中に固定され続ける。

一般のコンクリートの微細構造は緻密なので、気体の拡散係数が小さく、二酸化炭素の浸透速度は緩慢である。よって、上式で示した炭酸化の反応速度は緩やかであり、大気中の二酸化炭素を固定化する特性は極めて弱い。例えば、一般の土木建築構造物のコンクリートでは、表層から２０ｍｍ程度の深さまで炭酸化反応が進行するには、約５０年程度の時間を要する。

特許文献１の多孔質構造体２００では、図１７に示すように、コンクリート等の基材２０２中に空隙形成材を混練する。そして、基材２０２が硬化した後に、この空隙形成材を水溶解、熱溶解、生分解、又はアルカリ分解によって収縮又は消失させて、空隙２０４を形成する。

よって、トンネル坑壁面の一次覆工用吹付けコンクリート、道路の遮音壁、住宅の壁等に多孔質構造体２００を適用し、空隙２０４による透水性、遮音性、断熱性等の効果を発揮させることができる。

特許文献１の多孔質構造体２００には、多数の空隙２０４が形成されているので、基材２０２にコンクリートを用いた場合には、先に述べたような二酸化炭素の固定化が期待できる。

しかし、特許文献１の多孔質構造体２００を鉄筋コンクリート、鉄骨コンクリート、鉄骨鉄筋コンクリート等の構造部材に適用した場合、鉄筋や鉄骨等の鋼材に対して防錆効果を発揮するコンクリートのアルカリ性が炭酸化反応によって失われてしまうので、炭酸化したコンクリートに接触する鉄筋や鉄骨等の鋼材が錆び易くなる。

よって、多孔質構造体２００内に大気とつながる通気路を設ける等の方法によって二酸化炭素の吸収能力を上げようとしても、この通気路から浸透した二酸化炭素によるコンクリートの炭酸化領域が通気路の最も近くに配置された鋼材に達する前に、二酸化炭素の吸収を止めなければならない。

このように、構造部材の内部に二酸化炭素を吸収できるコンクリートがまだ十分にあったとしても、早い段階で二酸化炭素の吸収を止めなければならないので、特許文献１の多孔質構造体２００を構造部材に用いても、効率よく、多くの二酸化炭素を固定化することができない。
特開２００３−２７７１６４号公報

本発明は係る事実を考慮し、二酸化炭素の吸収能力を上げ、吸収量を多く確保することによって、大気中の二酸化炭素を効果的及び効率的に固定化する二酸化炭素固定化構造部材を提供することを課題とする。

請求項１に記載の発明は、水、セメント、混和材料、及び骨材を含有するコンクリート組成物を硬化して得られ、空隙を有し、大気中の二酸化炭素を固定化する二酸化炭素固定化コンクリート成型体と、前記二酸化炭素固定化コンクリート成型体と一体となるように設けられた鋼材と、前記二酸化炭素固定化コンクリート成型体内に配置され、大気と連通する通気路と、前記通気路の壁面に前記鋼材と対向するように設けられ、通気を阻止する遮蔽層と、を備えることを特徴としている。

請求項１に記載の発明では、二酸化炭素固定化コンクリート成型体と一体となるように鋼材が設けられている。この二酸化炭素固定化コンクリート成型体は、水、セメント、混和材料、及び骨材を含有するコンクリート組成物を硬化したものであり、空隙を有し、大気中の二酸化炭素を固定化する。

また、二酸化炭素固定化コンクリート成型体内には、大気と連通する通気路が、配置されている。

さらに、この通気路の壁面には、通気を阻止する遮蔽層が鋼材と対向するように設けられている。

よって、通気路を用いて、二酸化炭素固定化コンクリート成型体の内部に積極的に大気を送り込むので、二酸化炭素固定化コンクリート成型体への大気中の二酸化炭素の吸収能力を上げることができ、効果的に二酸化炭素を固定化することができる。

また、通気路の壁面には、鋼材と対向するように遮蔽層が設けられているので、通気路から浸透した二酸化炭素によるコンクリートの炭酸化領域が、早い段階で鋼材に達することはない。すなわち、二酸化炭素を吸収できる二酸化炭素固定化コンクリート成型体がまだ十分にある状態で、鋼材付近の二酸化炭素固定化コンクリート成型体が炭酸化されることがない。

これにより、鋼材を防錆効果のあるステンレス製にしたり、鋼材にジンクロメート塗装やエポキシ塗装を施す必要がない。

また、二酸化炭素固定化コンクリート成型体の炭酸化によって鋼材が錆びることを危惧して早い段階で二酸化炭素の吸収を止めなくてもよいので、効率よく、多くの二酸化炭素を固定化することができる。

請求項２に記載の発明は、前記コンクリート組成物の硬化前に、アルカリ分解性、生分解性、熱溶解性、水溶性、又は酸溶解性を有する空間形成部材を前記コンクリート組成物内に配置し、前記コンクリート組成物の硬化後に、アルカリ分解、生分解、熱溶解、水溶解、又は酸溶解によって前記空間形成部材の一部を消失させて、前記通気路と前記遮蔽層を形成することを特徴としている。

請求項２に記載の発明では、コンクリート組成物の硬化前に、コンクリート組成物内に空間形成部材を配置する。この空間形成部材は、アルカリ分解性、生分解性、熱溶解性、水溶性、又は酸溶解性を有するので、コンクリート組成物の硬化後に、アルカリ分解、生分解、熱溶解、水溶解、又は酸溶解によって空間形成部材の一部が消失する。これにより、通気路と遮蔽層が形成される。

よって、二酸化炭素固定化コンクリート成型体内の適正な位置に空間形成部材を配置することができる。

また、空間形成部材の一部を消失させることによって、通気路と遮蔽層を容易に形成することができる。

請求項３に記載の発明は、前記空間形成部材は、周壁に開口部を有する、非分解性樹脂又は無機物の第１の中空パイプと、アルカリ分解性、生分解性、熱溶解性、水溶性、又は酸溶解性を有する第２の中空パイプと、を備え、前記第２の中空パイプは、前記第１の中空パイプの内側又は外側に設けられていることを特徴としている。

請求項３に記載の発明では、空間形成部材は、第１の中空パイプと第２の中空パイプを備えている。

第１の中空パイプは、非分解性樹脂又は無機物であり、周壁に開口部を有している。また、第２の中空パイプは、アルカリ分解性、生分解性、熱溶解性、水溶性、又は酸溶解性を有している。

そして、第２の中空パイプは、第１の中空パイプの内側又は外側に設けられている。

よって、空間形成部材は、どちらか一方の中空パイプにもう一方の中空パイプを挿入した簡単な構造であり、第２の中空パイプが消失することによって通気路が形成され、残った第１の中空パイプによって遮蔽層が形成される。

これにより、容易な構造の空間形成部材で通気路及び遮蔽層を形成することができる。

請求項４に記載の発明は、前記空間形成部材は、周壁に開口部を有する、非分解性樹脂又は無機物の第１の中空パイプと、アルカリ分解性、生分解性、熱溶解性、水溶性、又は酸溶解性を有する第１のシート材と、を備え、前記第１のシート材は、前記第１の中空パイプの内側又は外側に設けられていることを特徴としている。

請求項４に記載の発明では、空間形成部材は、第１の中空パイプと第１のシート材を備えている。

第１の中空パイプは、非分解性樹脂又は無機物であり、周壁に開口部を有している。また、第１のシート材は、アルカリ分解性、生分解性、熱溶解性、水溶性、又は酸溶解性を有している。

そして、第１のシート材は、第１の中空パイプの内側又は外側に設けられている。

よって、空間形成部材は、第１の中空パイプに第１のシート材を付けた簡単な構造であり、第１のシート材が消失することによって通気路が形成され、残った第１の中空パイプによって遮蔽層が形成される。

請求項５に記載の発明は、前記空間形成部材は、アルカリ分解性、生分解性、熱溶解性、水溶性、又は酸溶解性を有する第２の中空パイプと、非分解性樹脂又は無機物の第２のシート材と、を備え、前記第２のシート材は、前記第２の中空パイプの内側又は外側に設けられていることを特徴としている。

請求項５に記載の発明では、空間形成部材は、第２の中空パイプと第２のシート材を備えている。

第２の中空パイプは、アルカリ分解性、生分解性、熱溶解性、水溶性、又は酸溶解性を有している。また、第２のシート材は、非分解性樹脂又は無機物である。

そして、第２のシート材は、第２の中空パイプの内側又は外側に設けられている。

よって、空間形成部材は、第２の中空パイプに第２のシート材を付けた簡単な構造であり、第２の中空パイプが消失することによって通気路が形成され、残った第２のシート材によって遮蔽層が形成される。

これにより、容易な構造の空間形成部材で通気路及び遮蔽層を構築することができる。

請求項６に記載の発明は、前記第２の中空パイプ又は前記第１のシート材は、ポリ乳酸樹脂であることを特徴としている。

請求項６に記載の発明では、第２の中空パイプ又は第１のシート材は、ポリ乳酸樹脂なので、コンクリート組成物が硬化した後に、コンクリートのアルカリ性によって水と微量の炭酸ガスに自然に分解されて消失する。

これにより、空間形成部材を配置した後の手間を必要としない。

本発明は上記構成としたので、二酸化炭素の吸収能力を上げ、吸収量を多く確保することによって、大気中の二酸化炭素を効果的及び効率的に固定化することができる。

図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る二酸化炭素固定化構造部材を説明する。

なお、本実施形態では、鉄筋コンクリートの床スラブに二酸化炭素固定化構造部材を適用した例を示すが、これに限らず、コンクリート及び鋼材を有する鉄筋コンクリート構造、鉄骨コンクリート構造、鉄骨鉄筋コンクリート構造等のあらゆるコンクリート構造への適用が可能であり、また、床、柱、梁、壁等のあらゆる構造部材として用いることができる。

まず、本発明の第１の実施形態に係る二酸化炭素固定化構造部材１０について説明する。

図１〜３には、第１の実施形態の二酸化炭素固定化構造部材１０が示されている。

図１には、柱１２の間に設けられた梁１４に囲まれるようにして支持された鉄筋コンクリートの床スラブ１６を下面側から見た平面図が示されている。

図１のＡ−Ａ断面図の図２、及び図１のＢ−Ｂ断面図の図３に示すように、床スラブ１６は、水、セメント、混和材料、及び骨材を含有するコンクリート組成物を硬化した二酸化炭素固定化コンクリート成型体２６と、二酸化炭素固定化コンクリート成型体２６の表面から数ｃｍの深さに設けられた鋼材としての普通鉄筋２０によって構成されている。

二酸化炭素固定化コンクリート成型体２６は、空隙を有し、大気中の二酸化炭素を効果的に固定化する構造になっている。普通鉄筋２０は、二酸化炭素固定化コンクリート成型体２６と一体となるように設けられている。

二酸化炭素固定化コンクリート成型体２６の表面には、通気を阻止する遮断層となるエポキシ樹脂塗料１８が塗布されている。

また、通気路としての通気孔２２が、床スラブ１６の厚さ方向の略中央に、略水平に配置されている。また、この通気孔２２は、図１に示す床スラブ１６の端辺付近からこれに対向する端辺付近に向う長さになっている。

通気孔２２の両端には、二酸化炭素固定化構造部材１０外部の大気Ｅと連通する吸排気孔２４が通気孔２２とつながるように形成されている。

この吸排気孔２４から通気孔２２に大気Ｅを流すことによって、二酸化炭素固定化コンクリート成型体２６の内部に大気Ｅが送り込まれる。

そして、図１に示すように、通気孔２２の長手方向と直交する方向に、この通気孔２２が等間隔に複数並んで配置されている。吸排気孔２４の内壁には、二酸化炭素固定化コンクリート成型体２６の表面と同様に、エポキシ樹脂塗料１８が塗布されている。

また、図２、３に示すように、通気孔２２壁面の上方及び下方には、普通鉄筋２０と対向するように、通気を阻止する遮蔽層としての遮蔽部材２８Ａが設けられている。

ここで、通気孔２２は空間形成部材５２を用いて形成する。

図４に示すように、空間形成部材５２は、第１の中空パイプ２８と第２の中空パイプ３０を備えている。

第１の中空パイプ２８は塩化ビニルパイプであり、周壁に矩形の開口部３２を有している。また、第２の中空パイプ３０はポリ乳酸樹脂のパイプである。そして、第２の中空パイプ３０は、第１の中空パイプ２８の内側に設けられている。

通気孔２２を形成する手順は、まず、コンクリート組成物の硬化前に、コンクリート組成物内に空間形成部材５２を配置する。この空間形成部材５２は、ポリ乳酸樹脂の第２の中空パイプ３０を有するので、コンクリート組成物の硬化後に、第２の中空パイプ３０がコンクリートのアルカリ性によって水と微量の炭酸ガスに自然に分解されて消失する。これにより、第１の中空パイプ２８の中空部分が通気孔２２となり、残った第１の中空パイプ２８の上方及び下方が遮蔽部材２８Ａとなる。

次に、本発明の第１の実施形態に係る二酸化炭素固定化構造部材１０の作用及び効果について説明する。

第１の実施形態では、図２に示すように、自然換気によって吸排気孔２４から取り込んだ大気Ｅを通気孔２２に流すことにより、二酸化炭素固定化コンクリート成型体２６の内部に積極的に大気Ｅを送り込むことができる。

よって、二酸化炭素固定化コンクリート成型体２６への大気Ｅ中の二酸化炭素Ｇの吸収能力を上げることができ、効果的に二酸化炭素Ｇを固定化することができる。

また、普通鉄筋２０には防錆処理が施されていないが、通気孔２２の壁面には、普通鉄筋２０と対向するように遮蔽部材２８Ａが設けられているので、図２、３のように炭酸化領域Ｗは横に広がっていく。

よって、通気孔２２から二酸化炭素固定化コンクリート成型体２６に浸透した二酸化炭素Ｇによるコンクリートの炭酸化領域Ｗが、早い段階で普通鉄筋２０に達することはない。すなわち、二酸化炭素Ｇを吸収できる二酸化炭素固定化コンクリート成型体２６がまだ十分にある状態で、普通鉄筋２０付近の二酸化炭素固定化コンクリート成型体２６が炭酸化されることがない。

これにより、鉄筋を防錆効果のあるステンレス製にしたり、鉄筋にジンクロメート塗装やエポキシ塗装等を施す必要がないので、コストが安い普通鉄筋を用いた場合においても、二酸化炭素固定化コンクリート成型体２６の炭酸化による普通鉄筋の錆びを防ぐことができる。

また、エポキシ樹脂塗料１８によって二酸化炭素固定化コンクリート成型体２６の表面からの炭酸化は起こらない。よって、二酸化炭素Ｇを吸収できる二酸化炭素固定化コンクリート成型体２６がまだ十分にある状態で、表面から浅い位置に設けられた普通鉄筋２０付近の二酸化炭素固定化コンクリート成型体２６が炭酸化されて普通鉄筋２０が錆びることはない。

これらの結果により、二酸化炭素固定化コンクリート成型体２６の炭酸化によって普通鉄筋２０が錆びることを危惧して早い段階で二酸化炭素Ｇの吸収を止めなくてもよいので、効率よく、多くの二酸化炭素Ｇを二酸化炭素固定化コンクリート成型体２６に固定化することができる。

また、吸排気孔２４の内壁には、エポキシ樹脂塗料１８が塗布されているので、吸排気孔２４周囲の二酸化炭素固定化コンクリート成型体２６が炭酸化されて吸排気孔２４付近の普通鉄筋２０を錆びさせることがない。

また、通気孔２２の形成においては、コンクリート組成物の硬化前に、コンクリート組成物内に空間形成部材５２を配置するので、二酸化炭素固定化コンクリート成型体２６内の適正な位置に空間形成部材５２を配置することができる。

また、空間形成部材５２は、第１の中空パイプ２８に第２の中空パイプ３０を挿入した簡単な構造であり、第２の中空パイプ３０が消失することによって通気孔２２が形成され、残った第１の中空パイプ２８によって遮蔽部材２８Ａが形成されるので、容易な構造の空間形成部材で通気路及び遮蔽層を形成することができる。

次に、本発明の第２の実施形態に係る二酸化炭素固定化構造部材４２について説明する。

第２の実施形態は、第１の実施形態の床スラブ１６の上側を普通コンクリート４４とし、鋼材としてＰＣより線４６を用いたスパンクリートに本発明を適用したものである。したがって、以下の説明において、第１の実施形態と同じ構成のものは、同符号を付すると共に、適宜省略して説明する。

図５には、第１の実施形態における図１のＢ−Ｂ断面図に相当する第２の実施形態の二酸化炭素固定化構造部材４２の断面図が示されている。ＰＣコンクリートの床スラブ４８は、工場で製造されるコンクリート二次製品としての二酸化炭素固定化コンクリート成型体２６と、二酸化炭素固定化コンクリート成型体２６の上方に現場で後打ちされる普通コンクリート４４によって構成されている。

床スラブ４８の下面から数ｃｍの深さには、鋼材としてのＰＣより線４６が二酸化炭素固定化コンクリート成型体２６と一体となるように配置されている。また、普通コンクリート４４の厚さ方向の略中央には普通鉄筋２０が設けられている。

また、床スラブ４８の下面には、通気を阻止する遮断層となるエポキシ樹脂塗料１８が塗布されている。

さらに、縦長の略楕円断面の通気孔５０が、二酸化炭素固定化コンクリート成型体２６の厚さ方向の略中央に位置し、図１の通気孔２２のように等間隔に複数並んで配置されている。

通気孔５０の両端には、二酸化炭素固定化構造部材４２外部の大気Ｅと連通する吸排気孔（不図示）が通気孔５０とつながるように形成されている。この吸排気孔から通気孔５０に大気Ｅを流すことによって、二酸化炭素固定化コンクリート成型体２６の内部に大気Ｅが送り込まれる。

通気孔５０も第１の実施形態と同様の方法で形成することができる。例えば、図６に示す空間形成部材５４を用いることができる。空間形成部材５４は、第１の中空パイプ５８と第２の中空パイプ６０を備えている。

第１の中空パイプ５８は塩化ビニルパイプであり、周壁に円形の開口部５６を有している。また、第２の中空パイプ６０は、ポリ乳酸樹脂のパイプである。そして、第２の中空パイプ６０は、第１の中空パイプ５８の外側に設けられている。

次に、本発明の第２の実施形態に係る二酸化炭素固定化構造部材４２の作用及び効果について説明する。

第２の実施形態では、ＰＣコンクリートの床スラブ４８においても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

ＰＣより線４６には防錆処理が施されていないが、通気孔５０の壁面の上方には普通鉄筋２０と対向するように遮蔽部材２８Ａが設けられ、また、通気孔５０の壁面の下方にはＰＣより線４６と対向するように遮蔽部材２８Ａが設けられているので、図５に示すように炭酸化領域Ｗは横に広がっていく。

よって、通気孔５０から二酸化炭素固定化コンクリート成型体２６に浸透した二酸化炭素Ｇによるコンクリートの炭酸化領域Ｗが、早い段階でＰＣより線４６に達することはない。すなわち、二酸化炭素Ｇを吸収できる二酸化炭素固定化コンクリート成型体２６がまだ十分にある状態で、ＰＣより線４６付近の二酸化炭素固定化コンクリート成型体２６が炭酸化されることはない。

また、普通鉄筋２０は、炭酸化の進行が遅い普通コンクリート４４に覆われており、炭酸化による普通鉄筋２０の錆びを防ぐことができるので、通気孔５０上方の壁面と普通コンクリート４４下面との間の距離がさらに短くなるように通気孔５０を配置してもよい。

なお、第１の実施形態では、第２の中空パイプ３０が第１の中空パイプ２８の内側に設けられた例を、第２の実施形態では、第２の中空パイプ６０が第１の中空パイプ５８の外側に設けられた例を示したが、第２の中空パイプは、第１の中空パイプの内側に設けられていても、又は外側に設けられていてもよく、また、開口部の形状や配置は、必要とする二酸化炭素の吸収能力や、適用する構造部材の鋼材の配置等に応じて適宜決めればよい。例えば、図７に示すような横長の楕円形状の開口部６４を周壁に有する第１の中空パイプ６２としてもよい。

このように、さまざまな形状の第１の中空パイプ６６と第２の中空パイプ６８の組合せで、図８、９に示すような、多種の通気孔及び遮蔽部材を形成することができる。図８、９は、通気孔及び遮蔽部材を形成する前の状態の図であるが、通気孔及び遮蔽部材を形成した後に通気孔から浸透する二酸化炭素Ｇの流れがわかるように矢印を示している。

また、図１０に示すようにポリ乳酸樹脂からなる第２の中空パイプ７０の外側に、第２のシート材としてのビニルテープ７２を貼り付けたものや、図１１に示す第２のシート材としての薄いアルミ板７４Ａ、７４Ｂを第２の中空パイプ７０の内側に貼り付けたものを空間形成部材としてもよい。

さらに、図４の第２の中空パイプ３０や図６の第２の中空パイプ６０を、第１のシート材としてのポリ乳酸樹脂のフィルム材にしてもよい。

第１の中空パイプの材料は、非分解性樹脂又は無機物であればよく、塩化ビニルパイプの他に、鋼管、ポリプロピレン、ゴム、プラスチック等を用いてもよい。

また、第２の中空パイプの材料は、アルカリ分解性、生分解性、熱溶解性、水溶性、又は酸溶解性を有するものであればよく、ポリ乳酸樹脂のパイプの他に、セルロース系、脂肪族ポリエステル系、ポリウレタン系、ポリカプロラクトン系、ポリビニールアルコール系などの生分解性樹脂からなるパイプや、プラスチック分解促進剤を利用した生分解性樹脂、オレンジ油等の溶剤で溶解する発砲スチロール等を用いてもよい。

第２の中空パイプに水溶性材料を用いる場合には、硬化前のコンクリート組成物に溶解しない材料を選定する必要があり、また、熱溶解性材料を用いる場合には、コンクリート組成物の硬化熱で溶解しない材料を選定する必要がある。

ポリ乳酸樹脂は、コンクリート組成物が硬化した後に、コンクリートのアルカリ性によって水と微量の炭酸ガスに自然に分解されて消失する材料であり、空間形成部材を配置した後の手間を必要としないので、第２の中空パイプの材料として適している。

また、第１のシート材の材料は、アルカリ分解性、生分解性、熱溶解性、水溶性、又は酸溶解性を有するシート状のものであればよく、ポリ乳酸樹脂のフィルムの他に、セルロース系、脂肪族ポリエステル系、ポリウレタン系、ポリカプロラクトン系、ポリビニールアルコール系などの生分解性樹脂等を用いてもよい。

また、第２のシート材の材料は、非分解性樹脂又は無機物であればよく、ビニルテープやアルミ板の他に、セロファンなど各種フィルムを用いてもよい。また、第２のシート材の代わりに、非分解性樹脂又は無機物の塗料を第２の中空パイプの外表面又は内表面に塗布してもよい。

また、第２の中空パイプや第１のシート材が消失した後に、第１の中空パイプや第２のシート材が二酸化炭素固定化コンクリート成型体２６に密着するように、第１の中空パイプや第２のシート材の表面を粗くしたり、図１２（Ａ）、（Ｂ）に示すような表面加工を施すことが好ましい。

また、第１及び第２の実施形態の吸排気孔の出入口に送気ファンを設けることにより、二酸化炭素固定化コンクリート成型体２６への大気Ｅ中の二酸化炭素Ｇの吸収能力をさらに上げることができる。

例えば、図１３に示すように、床スラブ１６右側に形成された吸排気孔２４を吸気孔とし、床スラブ１６左側に形成された吸排気孔２４を排気孔とする。

そして、吸気孔の入口に設けられた送気ファン７６は、大気Ｅを通気孔２２に送り込み、排気孔の出口に設けられた送気ファン７８は、通気孔２２に送り込まれた大気Ｅの一部を床スラブ１６の外部に送り出す。

これにより、送気ファン７６、７８の強制空気循環によって、より積極的に多量の大気Ｅを二酸化炭素固定化コンクリート成型体２６の内部に送り込むことができる。よって、二酸化炭素固定化コンクリート成型体２６への大気Ｅ中の二酸化炭素Ｇの吸収能力をさらに上げることができ、より効果的に二酸化炭素を固定することができる。

このような送気ファン７６、７８は、どちらか一方のみを設けるようにしてもよく、さらに、送気ファン７６、７８の電源として、太陽光発電システム等の自然エネルギーを利用すれば、発電による新たな二酸化炭素の発生を防ぐことができる。

また、図１４に示す二酸化炭素固定化構造部材８２のように、通気孔２２の端部同士を連結孔８０でつなげてもよい。

このように、複数の通気孔２２をつなげて１つの通気路とすることにより、吸排気孔２４を少なくすることができる。よって、床スラブ８４表面に形成される穴が少なくなるので、床スラブ８４の強度を強くすることができる。

また、送気ファン７６、７８を設ける場合には、設置する送気ファン７６、７８の数を少なくできるので、省エネ化を図ることができる。

さらに、通気孔２２を部分的につなげて複数の通気路としてもよい。例えば、図１５に示す二酸化炭素固定化構造部材８６のように、Ｕの字状と逆Ｕの字状の通気路を交互に繰り返して並べてもよい。

なお、第１及び第２の実施形態では、１つの通気孔に対して２つの吸排気孔を設けた例を示したが、１つの通気孔に対して３つ以上の吸排気孔を設けるようにしてもよい。

また、通気孔２２、５０、吸排気孔２４、連結孔８０の孔の径、長さ、数、配置は、対象とする構造部材の大きさや強度、又は計画した二酸化炭素の固定化量や吸収能力等に応じて適宜決めればよい。

また、床スラブ１６、４８、８４、８８の下面に吸排気孔２４の出入口を設けたが、床スラブ１６、４８、８４、８８の強度が確保できれば上面に設けてもよい。

また、二酸化炭素固定化コンクリート成型体２６の表面に塗布する遮断層をエポキシ樹脂塗料１８としたが、通気を阻止あるいは大きく低減する材料であればよく、仕上げ塗り材、セメント系左官材料や通気性を有しないタイル等の外装材としてもよいし、コンクリート表面から余剰水を除去して表層の水セメント比を低減し、緻密化させてもよい。室内の壁に二酸化炭素固定化構造部材を適用する場合には、通気性を有しない壁紙や装飾シート等を用いてもよい。

また、吸排気孔２４の内壁にエポキシ樹脂塗料１８を塗布したが、通気を阻止する材料であればよい。吸排気孔２４及び連結孔８０については、空間形成部材や、周壁に開口部を有さない非分解性樹脂又は無機物の中空パイプを用いて形成してもよい。

また、図２では、説明の便宜上、鉄筋２０が吸排気孔２４によって分断された図になっているが、実際には、鉄筋２０を回避するように吸排気孔２４が形成されている。

なお、工場等の建物からは、排気、廃熱等の二酸化炭素ガスを多く含む空気が排出されるので、これらの建物自体または建物を囲う塀等の建物付近の構造物に本実施形態を適用することによってＣＯ_２削減の大きな効果が得られるが、一般に、建物室内の二酸化炭素濃度は、建物外の二酸化炭素濃度の２倍程度と言われている。よって、室内の内壁、床、柱、及び梁に本実施形態を適用した場合においても二酸化炭素削減の大きな効果が期待できる。

また、第１及び第２の実施形態で示した空間形成部材を、二酸化炭素の通気路を形成する以外の目的に利用することができる。

例えば、図１６は逆打ち工法におけるコンクリートの打ち継ぎ部処理について示したものである。先にコンクリート打設が完了した先行躯体９０の下面に図９（Ｈ）のような空間形成部材９２を配置し、この後に後打ち躯体９４のコンクリート打設を行う。空間形成部材９２には、予め、液体挿入用パイプ９６が接続されており、この液体挿入用パイプ９６の先端部は先行躯体９０外側に露出している。

そして、コンクリート打設後に空間形成部材９２の一部が消失して必要な流路が形成された後に、液体挿入用パイプ９６からモルタルコンクリートＭを注入し（矢印Ｎ）、打ち継ぎ部に形成された隙間にモルタルコンクリートＭを充填する。

本発明の第１の実施形態に係る二酸化炭素固定化構造部材の平面図である。図１のＡ−Ａ断面図である。図１のＢ−Ｂ断面図である。本発明の第１の実施形態に係る空間形成部材の斜視図である。本発明の第２の実施形態に係る二酸化炭素固定化構造部材の断面図である。本発明の第２の実施形態に係る空間形成部材の斜視図である。本発明の第２の実施形態に係る第１の中空パイプの斜視図である。本発明の実施形態に係る空間形成部材の断面図である。本発明の実施形態に係る空間形成部材の断面図である。本発明の実施形態に係る空間形成部材の斜視図である。本発明の実施形態に係る第２のシート材の斜視図である。本発明の実施形態に係る第１の中空パイプ表面や第２のシート材表面の拡大図である。本発明の実施形態に係る二酸化炭素固定化構造部材を示す断面図である。本発明の実施形態に係る二酸化炭素固定化構造部材を示す平面図である。本発明の実施形態に係る二酸化炭素固定化構造部材を示す平面図である。本発明の実施形態に係る空間形成部材の適用例を示す説明図である。従来の多孔質構造体を示す説明図である。

符号の説明

１０二酸化炭素固定化構造部材
２０普通鉄筋（鋼材）
２２通気孔（通気路）
２６二酸化炭素固定化コンクリート成型体
２８第１の中空パイプ
２８Ａ遮蔽部材（遮蔽層）
３０第２の中空パイプ
３２開口部
４２二酸化炭素固定化構造部材
４６ＰＣより線（鋼材）
５０通気孔（通気路）
５２空間形成部材
５４空間形成部材
５６開口部
５８第１の中空パイプ
６０第２の中空パイプ
６２第１の中空パイプ
６４開口部
６６第１の中空パイプ
６８第２の中空パイプ
７０第２の中空パイプ
７２ビニルテープ（第２のシート材）
７４アルミ板（第２のシート材）
８２二酸化炭素固定化構造部材
８６二酸化炭素固定化構造部材
Ｅ大気
Ｇ二酸化炭素

Claims

水、セメント、混和材料、及び骨材を含有するコンクリート組成物を硬化して得られ、空隙を有し、大気中の二酸化炭素を固定化する二酸化炭素固定化コンクリート成型体と、
前記二酸化炭素固定化コンクリート成型体と一体となるように設けられた鋼材と、
前記二酸化炭素固定化コンクリート成型体内に配置され、大気と連通する通気路と、
前記通気路の壁面に前記鋼材と対向するように設けられ、通気を阻止する遮蔽層と、
を備えることを特徴とする二酸化炭素固定化構造部材。
前記コンクリート組成物の硬化前に、アルカリ分解性、生分解性、熱溶解性、水溶性、又は酸溶解性を有する空間形成部材を前記コンクリート組成物内に配置し、前記コンクリート組成物の硬化後に、アルカリ分解、生分解、熱溶解、水溶解、又は酸溶解によって前記空間形成部材の一部を消失させて、前記通気路と前記遮蔽層を形成することを特徴とする請求項１に記載の二酸化炭素固定化構造部材。
前記空間形成部材は、
周壁に開口部を有する、非分解性樹脂又は無機物の第１の中空パイプと、
アルカリ分解性、生分解性、熱溶解性、水溶性、又は酸溶解性を有する第２の中空パイプと、
を備え、
前記第２の中空パイプは、前記第１の中空パイプの内側又は外側に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の二酸化炭素固定化構造部材。
前記空間形成部材は、
周壁に開口部を有する、非分解性樹脂又は無機物の第１の中空パイプと、
アルカリ分解性、生分解性、熱溶解性、水溶性、又は酸溶解性を有する第１のシート材と、
を備え、
前記第１のシート材は、前記第１の中空パイプの内側又は外側に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の二酸化炭素固定化構造部材。
前記空間形成部材は、
アルカリ分解性、生分解性、熱溶解性、水溶性、又は酸溶解性を有する第２の中空パイプと、
非分解性樹脂又は無機物の第２のシート材と、
を備え、
前記第２のシート材は、前記第２の中空パイプの内側又は外側に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の二酸化炭素固定化構造部材。
前記第２の中空パイプ又は前記第１のシート材は、ポリ乳酸樹脂であることを特徴とする請求項３〜請求項５の何れか１項に記載の二酸化炭素固定化構造部材。