清水建設が建設3Dプリント材料「ラクツム」を改良、構造部材へ適用可能に：3Dプリント

清水建設は、建設3Dプリンティング用に独自開発した繊維補強セメント複合材料「ラクツム」に粗骨材を混練してコンクリート材に改良し、大臣認定を取得した。これにより、従来は建物の柱・梁の型枠や非構造部材の製作に活用されていた3Dプリンティングを、構造部材の製作に適用できるようになり、建築分野における3Dプリンティング施工の適用範囲が広がった。同社は、大臣認定を取得した「構造用ラクツム」を東京都江東区内に建設している同社施設「（仮称）潮見イノベーションセンター」の構造部材における一部に適用する予定だ。なお、今回の大臣認定は東京コンクリートと共同で取得したもの。

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　清水建設は、建設3Dプリンティング用に独自開発した繊維補強セメント複合材料「ラクツム」に粗骨材を混練しコンクリート材「構造用ラクツム」に改良し、大臣認定を取得したことを2022年5月23日に発表した。

高強度コンクリートと同等の性能を発揮する調合を確立

　国内では、3Dプリンティング技術の活用が多分野で進む中、建設分野ではコンクリート施工への適用に向けた技術開発が進められている。一方、コンクリートの造形に型枠を使用しない3Dプリンティングは施工の省力化と省人化に貢献することから、建設産業の慢性的な労働力不足に対する有効な手段として期待されている。

　そこで、清水建設はラクツムを開発した。ラクツムは、モルタルに合成繊維と混和材を付加した繊維補強セメント複合材料で、形状を保持したまま2メートル以上の高さまで積層することができる。ラクツムの積層体は耐久性にも優れており、積層界面が目視で確かめられないほど一体化し、劣化の原因となる水や空気の浸入を助長する気泡と空隙は内部にほとんど生じない。

　しかし、モルタル材であるラクツムの積層体はこれまで、建築法規の制約により非構造部材にしか適用できず、例えば、埋設型枠としての活用を想定した場合に、型枠厚さの分、構造体の断面積が大きくなってしまうというデメリットがあった。そのため、大臣認定の取得により構造部材への適用が可能になることで、従来の問題を解消した。

「構造用ラクツム」のプリンティング状況　出典：清水建設プレスリリース

　大臣認定の取得にあたって、3Dプリンティングに最適化したラクツムの材料特性は保持しつつ、高強度コンクリートと同等の性能を発揮する調合を確立。さらに、材料押し出し方式の3Dプリンティングシステムについても、粗骨材を含んだ材料をスムーズに押し出せるようにポンプとノズルに改良を施した。

　今後は、構造用ラクツムを用いて構造部材をプリントするための施工法を確立するとともに、施工現場で実大構造物を直接プリントするオンサイト3Dプリンティングの技術開発を進めていく。