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» 2023年11月27日 16時00分 公開

トヨタと大林組、燃料電池車「MIRAI」のCFRPをコンクリ材に再生 2026年度に製造システム実装新建材

大林組とトヨタは、炭素繊維強化プラスチック(CFRP)の廃棄物をコンクリート材に再生利用する「リカボクリート工法」を開発した。CFRP廃棄量の削減で、サーキュラーエコノミー(循環型経済)の推進に貢献する。

[BUILT]

 大林組とトヨタ自動車は共同で、高級セダン型燃料電池車「MIRAI(ミライ)」の水素タンクに使用されている炭素繊維強化プラスチック(CFRP)の端材を、コンクリート補強用短繊維として再生利用する「リカボクリート工法」を開発し、トヨタ明知工場内の部品置き場床面に初適用した。

新品の炭素繊維と比べ、CO2排出量を15分の1に低減

CFRPを再生したリカボクリートの打設 CFRPを再生したリカボクリートの打設 出典:大林組プレスリリース

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 CFRPは、軽くて強度が高く、耐久性に優れることが特長で、水素を燃料とする燃料電池車の水素タンクや航空機、風力発電の風車ブレードなどに利用されている。しかし、CFRPの性能を保ったままで再利用することは難しく、端材として発生したCFRPは、電炉で鉄をリサイクルする工程での原料として使用するにとどまっている。

 そこで両社は、CFRPが持つ強度を生かして利用すべく、仕様の検討や品質確認を積み重ね、コンクリート補強用短繊維として再生利用する新たな技術を研究するに至った。

 リカボクリート工法では、燃料電池車の水素タンクを製造する段階で発生するCFRPの端材に独自の熱加工を施し、適切な長さに裁断する。その後、コンクリートに添加することで、コンクリートのひび割れ抑制や靭性の向上がもたらされる。

資源循環と開発技術の概要 資源循環と開発技術の概要 出典:大林組プレスリリース

 加工の際には、独自の熱加工でCFRP端材表面層からCFRPをはがす技術を確立し、性能を保ったまま連続的にはがるようになり、コンクリート補強用短繊維への加工も容易になった。

施工状況(炭素繊維カット材を投入) 施工状況(炭素繊維カット材を投入) 出典:大林組プレスリリース

 今回、再生加工したコンクリート補強用短繊維は、同じ目的で従来使われてきたポリプロピレン製短繊維の3分の2の添加量で、同等以上の圧縮強度や曲げ靭性を発揮する。新品の炭素繊維と比べて、CO2排出量が15分の1に、通常の補強鉄筋の使用との比較で9分の1に、それぞれ低減する。

コンクリート部材の曲げ靭性試験結果(寸法:100×100×400ミリ) コンクリート部材の曲げ靭性試験結果(寸法:100×100×400ミリ) 出典:大林組プレスリリース

 今後、燃料電池車の市場拡大に伴い、水素タンクの製造が増加することを見据え、両社は技術開発を継続し、さまざまなコンクリート構造物への適用を進めていく。2026年度までに製造システムを実装し、将来は年間3万立方メートルの繊維補強コンクリートへの適用を目標にしている。

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