ゴムとプラスチックの廃材でコンクリートを作る、環境も性能も両立できる配合を発見

コンクリートの『分離』って、砂と石が沈み分かれるってことだけど、なぜそれが起きるの？

コンクリートは、セメント・砂・砂利・水を混ぜた「スープ」みたいな状態で流し込まれます。その時点では全部が均等に浮かんでいるわけじゃなくて、重い砂利が下に沈もうとする力が常に働いてるんですよね。 ポンプで圧送したり、振動台で圧縮したり、施工中の動きが加わると、この沈む力がより強く働く。セメント液（一番軽い）が上に上がり、砂と砂利は下に落ちていく。その結果、上の部分は強度の低いセメント層になり、下は砂利ばかりになってしまう。これが「分離」です。 プラスチックを混ぜると分離が 7% 改善されるというのは、プラスチックが軽くて、砂の沈降スピードを緩和してくれるからだと考えられます。つまり、粒子の重さのバランスが変わることで、全体がまとまりやすくなる感覚ですね。完璧な均等混合は難しくても、分離を「遅延させる」ことで、施工中に流し込み終わるまでに沈み分かれるのを防ぐ。廃材の軽さが、逆に強みになってるのかもしれません。

この廃材コンクリートって、家や橋みたいな自分たちが使う建物にも実際に使われるようになるの？それとも実験段階のまま？

廃材コンクリートが実際に使われるようになるかどうかは、強度の低下をどう見るかがカギになりそうです。 強度が最大30%落ちるというのは、用途によって致命的にもなるし許容範囲にもなる。たとえば、橋の主要部分には使えないかもしれませんが、駐車場の舗装や、建物の基礎の一部、防音壁といった、そこまで高い強度が求められない部位なら現実的に見える。実際、建設業界はコスト削減と環保全のプレッシャーに同時に晒されているので、「少し強度を譲歩する代わりに廃材を活かせる」というの選択肢があれば、使う インセンティブはあります。 ただ、ここからが難しい。建設基準を通すには、大規模な耐久性テストが必要です。数年使ってひび割れが進まないか、環境変化で性質が変わらないか。そういった実績データを積む段階が、実は一番長くかかる。この研究が「配合の最適化」に成功したのは素晴らしいですが、それは許可への第一歩に過ぎません。おそらく数年のうちに限定的な現場（試験的な舗装など）での採用が始まる可能性は高いと言えそうです。

建設廃棄物のゴムとプラスチックって、これまで何に使われてたか、それとも単に捨てられてたの？

建設現場から出るゴムとプラスチック、これまでは相当量がそのまま埋め立てられていたと考えられます。コンクリート破片や木材と違い、分別が進みにくく、再利用先が限られているものが多いから。ただ、ゼロではなくて、一部は道路舗装の下地材や、防音シートの材料として使われていた領域もあります。 でも「建設廃棄物から出た」ゴムやプラスチックを「集めて再度コンクリートに戻す」という発想は、業界にとって比較的新しいのかもしれません。今までは素材ごとの分別や運搬コストが高く、「廃材を捨てるより、新しい砂を掘る方が安い」という経済構造になっていたんですよ。 この研究が面白いのは、AI で最適配合を見つけることで、その経済的なハードルを下げた点です。単に「廃材は再利用できる」ではなく「この比率で混ぜるなら、現場で普通に扱える」という実装レベルの情報が出ると、初めて建設業界が動く。これまで捨てるしかなかった廃材が、突然、「資源」に変わる可能性を秘めています。

『環境負荷を減らすために、性能を少し落とすトレードオフ』って、ものづくり全体でよくある判断なのか、それともコンクリートならではの話なの？

ものづくり全般でよくある判断だと思うんですが、コンクリートは特に顕著な領域なのかもしれません。 理由は使い道の多さにあって。鉄道の枕木、道路舗装、橋脚、建物の基礎。用途によって求められる強度がかなり違う。橋脚なら最高性能が必須でも、防音壁や非構造部材なら「完全な強度は要らないけど環境負荷は下げたい」という選択肢が生まれやすい。つまり同じ材料で、強度を売りにする領域と環境配慮を売りにする領域に分ける余地がある。 一方、自動車や航空機みたいに「この部品は絶対にこの強度が必要」という制約が厳しい製品では、環境配慮と性能の両立をほぼ必須にしないと商品化できない。完全なトレードオフを許しにくい業界もあるわけです。 コンクリートの場合は、建設現場で毎日膨大な量が消費されるので、廃材活用の「わずかな性能低下」も集計すると環境インパクトが巨大になる。だからトレードオフが正当化しやすい。規模の大きさが、トレードオフの判断を後押ししている側面もありそうです。

強度が低下するコンクリートって、本当に大事な部分には向かないってことだけど、だったらどんな使い方なら『強度が低くても問題ない』ってことになるの？

コンクリートの強度基準って、実は用途によってすごく差があるんですね。橋梁や高層ビルの柱は、確かに高強度が必須。でも建設現場全体で見ると、強度の要求が「生死に関わる」わけではない部分が、意外と多い。 たとえば駐車場の床板、歩道、小規模な擁壁、仮設工事の基礎部分。こうした場所では、建築基準法が定める最低強度さえクリアできれば、プロジェクトとしては成立する。そもそも現場では「余裕を見込んで設計している」から、10～15%の強度低下なら、元々の設計マージン内に収まることもあり得ます。 もう一つ大きな視点は、「廃材を使うこと自体が、その工事の環境資格」になる可能性です。公共工事や大型プロジェクトでは、温暖化ガス削減目標や建設副産物の再利用率を問われる時代に入りました。強度が完璧でも、新しい砂を大量採掘した方が、全体の評価では「環境リスク」になってしまう。つまり、どこに使うかというより、「何を優先するか」という判断基準が、建設業界で今、静かに転換してるのかもしれません。