コンクリート工学年次論文集，Vol.24，No.2，2002

論文

コンクリートの環境負荷評価における環境要因に関する基礎的検討
樋口雅也*1

河合研至*2

要旨：実際のコンクリート構造物のライフサイクルにおける環境負荷を，CO
要旨：
2 排出量，廃棄物量から総合的に評価した。その結果，建設資材の製造に伴う環境負荷が圧倒的に大きく ， 次 い で 施 工 に 伴 う 環 境 負 荷 が 比 較 的 大 き い こ と が わ か っ た 。 ま た ， DtT（Distance-to-Target）法やエココストなどの手法を用いることにより，環境負荷の統合化が可能であることが明らかとなった。
キーワード：コンクリート，環境負荷，CO
キーワード：
2 排出量，廃棄物量，リサイクル
1.

はじめに

表‐1
件の概要を表‐表‐
1 に示す。コンクリート及び鋼コンクリート構造物を建設し，修繕と改修を材を用いたときの資材の製造，運搬，施工，解繰り返しながら最後に取り壊すまでのライフサ

体，リサイクルまでの CO2 排出量と廃棄物量にイクルを通じて，多くの資源とエネルギーを消ついて検討を行った。舗装ならびに供用時の電費している。その結果として，CO2 や廃棄物な力消費、舗装の張替等は考慮していない。

どの環境負荷を地球環境という閉じた空間に拡

2.2

CO2 排出量算出の概要散させていることになる。しかし，環境負荷を(1)CO2 原単位処理する地球環境容量にも限界がある。

建設資材，機械消耗，燃料等の CO2 原単位は，そこで，環境負荷低減を検討するために，ラ

土木学会「土木建設業における環境負荷評価

イフサイクルを通じてコンクリート構造物の環（LCA）研究小委員会講演要旨集，1997」に記

境負荷を評価することが必要である。

載されている CO2 排出量原単位の奨励値を使用

本研究では実際のコンクリート構造物を取り表‐2した。使用した原単位を表‐表‐21）に示す。

上げ，ライフサイクルを通じてのコンクリート(2) 重機の時間あたりの CO2 排出量

構造物の環境負荷を総合的に評価し，その結果重機使用による CO2 排出量は燃料（軽油）の消費による排出量と使用機械の消耗による排出を基に環境負荷低減について検討した。

量からなり，この 2 つの合計値を用いることと2.

ケーススタディした。使用建設重機の時間あたりの CO2 排出量2.1

対象構造物と環境負荷評価の概要

表‐3としては，表‐
表‐31)～3)に示す値を使用した。

本研究では，広島県内にある橋長 32ｍの PC

燃料消費による CO2 排出量では，時間当たり道路橋を環境負荷評価の対象構造物とした。架の軽油使用量と軽油の原単位を乗じて燃料消費け替えに伴う工事が評価の対象となる。設計条による時間当たりの CO2 排出量を算出した。時間あたりの軽油使用量は建設機械等損料算定表

表‐1
表‐1
橋種
構造形式
設計荷重
橋長
有効幅員

設計条件の各重機の機械出力に建設省土木工事積算基準

プレストレストコンクリート道路橋
ポストテンション方式ＰＣ単純Ｔ桁橋
Ｂ活荷重32ｍ
車道：6.75ｍ, 歩道：2.5ｍに記載されている各重機の時間あたりの燃料消費率を乗じて算出した 2），3）。
使用重機の消耗による CO2 排出量では，建設機械等損料算定表に記載されている各重機質量*1

広島大学学部生

工学部第四類（建設・環境系） （正会員）*2

広島大学助教授

大学院工学研究科社会環境システム専攻 工博‑1531‑（正会員）

に，時間当たりの消耗比率（損料率），土木学会

から求めた。

LCA 小委員会の推奨する建設機械類の原単位

建設重機，発動発電機の稼働に伴う CO2 排出5.57kg‐CO2/kg を乗じて使用重機の消耗による量は，それぞれの稼働時間に時間あたりの CO2

時間当たりの排出量を算出した 2），3）。

排出量を乗じて算出した。稼働時間は工事施工(3)

資材の製造・運搬

計画書の施工工程表と工事日報から稼動日数を資材製造の際に排出される CO2 量は，資材の割り出し，1 日の稼働時間を発動発電機は 4 時

質量に原単位を乗じて算出した。資材の質量に間，アジテータトラックは 3 時間，その他の建ついては，入手した工事施工計画書の施工数量

設重機は 7 時間と仮定し求めた。
(5)

表から求めた。
運搬時の CO2 排出量は，建設資材運輸の原単

解体時には，鉄筋コンクリートの解体にバックホウ（0.6ｍ3 ）とコンクリート粉砕機（56～位に往復距離と資材質量を乗じて算出した。
(4)(4)

解体100ｔ），鉄筋の切断に溶接機，解体されたコン

施工

生コンクリート製造については，生コンプラクリートの集積・積み込みにバックホウ（0.6ントにおけるコンクリート 1t 製造あたりの CO2ｍ3）をそれぞれ重機として使用すると仮定した。

排出量（7.84kg-CO2）4 ） にコンクリート質量を鉄筋コンクリート 1ｍ3 あたりの解体，鉄筋切断乗じて求めた。コンクリートの質量は材料一覧に伴う CO2 排出量，解体されたコンクリート 1

表のレディーミクストコンクリート配合報告書

ｍ3 あたりの集積，積み込みに伴う CO2 排出量
表‐4を表‐表‐45）に示す。

表‐2表‐2使用した CO2 原単位 1）(6)

リサイクル

分類項目

CO2原単位解体されたコンクリートは現場内で，自走式砂利・採石

0.00565ｋｇ-CO2/kg

再生処理機により再生粗骨材 3 種及び再生細骨

ポルトランドセメント

0.836ｋｇ-CO2/kg

材 2 種相当の骨材としてリサイクルすることに高炉スラグ45％混入

0.495ｋｇ-CO2/kg

した。自走式再生処理機（処理能力 35～85ｔ/

高炉製熱間圧延鋼材

1.507ｋｇ-CO2/kgｈ）によりコンクリート 1ｔあたりを処理する

電炉製鋼棒・型鋼

0.46933ｋｇ-CO2/kg

表‐4
ときの CO2 排出量を表‐
表‐4 に示す。

軽油

2.856ｋｇ-CO2/L

2.3

CO2 排出量の計算結果

天然ガス（LNG)

2.453ｋｇ-CO2/ｋｇ(1)

資材製造に伴う CO2 排出量

液化天然ガス（LPG)

3.183ｋｇ-CO2/L

表‐5
資材製造に伴う CO2 排出量を表‐
表‐5 に，資材電力0.473ｋｇ-CO2/kWｈ

図‐1
別 CO2 排出量の割合を図‐
図‐1 に示す。ここで，建設機械類

5.573ｋｇ-CO2/kg

鉄筋の原単位には電炉製鋼棒・型鋼の値を，PC

運輸

0.341ｋｇ-CO2/ｔ・ｋｍ
表‐4表‐4表 -3

解体時,解体時,再生骨材製造時の CO2 排出量 5）～ 3）
建設重機の時間あたりの CO2 排出量 1）～3

建設重機
トラッククレーン（15ｔ, 油圧式）
トラッククレーン（20ｔ, 油圧式）
トラッククレーン（60ｔ, 油圧式）
コンクリートポンプ
3

アジテータトラック （4.5ｍ ）発動発電機（20ＫＶＡ）

CO2排出量(kg‐CO2/時）
48.4
67.1
10271.5
519.9‑1532‑

燃料消費量

CO2排出量

鉄筋コンクリート解体

軽油5.6L/ｍ3

16kｇ‐
CO2/m3

鉄筋切断

アセチレンガス0.22ｋｇ/ｍ3

0.74kｇ‐CO2/m3

コンクリートの集積・積込み

軽油3.0L/ｍ3

8.57kｇ‐CO2/m3

自走式再生処理機
軽油0.488L/t(再生骨材製造）

1.39kｇ‐
CO2/t

鋼材の原単位には高炉製熱間圧延鋼材の値を使施工に伴う CO2 排出量は 31542kg-CO 2 となる。

用した。セメント製造時の CO2 排出量は 62％と(4)

他の資材に比べて極めて大きいことがわかる。

解体する鉄筋コンクリート量は 240ｍ 3 であまた，PC 橋の主要材料であるセメント，骨材，るが，解体された量はかさ密度を考慮し，コン鉄筋，PC 鋼材で全体の 85％を占めている。

クリート量に 1.41 を乗じた 399ｍ3 とし計算し(2)解体に伴う CO2 排出量

表‐8た。解体時の CO2 排出量を表‐表‐8 に示す。

資材運搬に伴う CO2 排出量

(5)

表‐6
表‐6 に各資材の使用数量，運搬往復距離，再生骨材製造に伴う CO2 排出量

CO2 排出量を示す。数量が少なくても，神奈川鉄筋コンクリート構造物解体後に発生する鉄県や岐阜県などの遠方からの調達資材が CO2 排筋（鉄くず）については，そのまま有価物とし出量を大きく引き上げていることがわかる。て引き取られるとする。解体されたコンクリー(3)トの質量は 546ｔである。このコンクリートを施工に伴う CO2 排出量

表‐7表‐7 に建設重機の使用時間と CO2 排出量を示す。コンクリート量は 548ｔであるので，生使って，再生骨材を製造する時の二酸化炭素排出量は 759kg-CO2 となる。

コンプラントでコンクリートを製造するときのCO2 排出量は 4299kg-CO2 となる。したがって，資材製造の CO2 排出量

表‐5表‐5資材名

原単位
CO2排出量数量（ｋｇ） （kg‐CO2/（kg‐CO2）ｋｇ）

表‐6表‐6

資材運搬時の CO2 排出量

往復距離 CO2排出量（ｋｍ） （kg‐CO2）

建設資材数量（ｔ）

コンクリート548305606

鉄筋

7.821

160

427

鉄筋

26.694

220

2002

PC鋼棒

7.755

520

1375

シース

0.614

640

134

定着具

1.5

1800

920

型枠

0.941

100

32

防護柵

1.36

120

56

ポルトランドセメント

94500

高炉セメント
B種

11573

0.495

5729

粗骨材

2482490.005651403

細骨材

1568380.00565

886

保護カバー

3.25

100

111

鉄筋

34495

0.4693

16189

合成ゴム

0.112

1100

42

PC鋼材

7755

1.507

11687

アンカーバー

0.354

1100

133

その他の資材（合板型枠、合成ゴム、防護柵、排水装置など）

20966

落橋防止装置

0.839

1100

315

排水装置

0.107

180

7

合計

135862

合計

11160

0.836

79002

表‐7表‐7

その他
15%

建設重機による CO2 排出量

建設重機

PC鋼棒9%

トラッククレーン15ｔ
トラッククレーン20ｔ
トラッククレーン60ｔ
コンクリートポンプ
アジテータトラック（4.5ｍ3）発電機（20KVA)

鉄筋
セメント
12%
62%
骨材2%
図‐1
資材別 CO2 排出量の割合
図‐1‑1533‑

総使用時
間（ｈ）
58192.52128

CO2排出量（kg-CO2）
2807
12917
2142
2002

1055355204
合計

202027243

ライフサイクルの CO2 排出量

3.

橋長による比較

図‐2
図‐2 にライフサイクルの CO2 排出量の割合

3.1

CO2 排出量の比較(6)を示す。ここでは、上部工のみを対象とし、舗著者らがこれまでに検討を行った橋長 85ｍ

装ならびに供用時の CO2 排出量は考慮していなの PC 橋（ポストテンション方式，PC3 径間中い。対象構造物における範囲では，資材製造や空床版橋）7）の CO2 排出量とここで算出した橋施工の部分において CO2 排出量削減を図ること

表‐10長 32ｍの CO2 排出量の比較を表‐
表‐10 に示す。

がライフサイクルにおける CO2 排出量削減に効資材製造，運搬，施工について計算を行い，資果的であることがわかる。

材製造については，セメント，骨材，PC 鋼材，2.4廃棄物量の計算結果

鉄筋製造時の CO2 排出量，施工については，ト(1)廃棄物リサイクル

ラッククレーン 15ｔ，トラッククレーン 20ｔ，セメントの原･燃料として種々の廃棄物が活6）

表‐9用されている。表‐表‐9 に各セメント 1ｔあたりコンクリートポンプ，発動発電機のみの CO2 排出に関して考慮した。の廃棄物リサイクル量を示す。ポルトランドセ

橋長の増大に伴い施工が合理的となることか

メント 94500kg，高炉セメントを 11573kg 使用

ら全体に占める施工時の CO2 排出量の割合が橋しているので，10908wet‐kg の廃棄物リサイク

長 85ｍの場合に低下し，反面，全体に占める資ルがなされていることとなる。

材製造時の CO2 排出量の割合が橋長 32ｍの場(2)合より橋長 85ｍの場合に大きくなっている。

廃棄物発生量

単位長さあたりの CO2 排出量の比較

3.2

コンクリート廃材は場内処理によって再生骨

上記の結果から求めた橋梁の単位長さあたり材となることを想定しているので，コンクリー

表‐11の CO2 排出量を表‐表‐11 に示す。両者の橋梁でほト廃材の廃棄物発生はないと考える。

ぼ等しい値となった。これは CO2 排出量の相当
表‐8表‐8解体時の CO2 排出量

コンクリート CO2排出量（kg‐CO2）
量（ｍ 3）

作業
鉄筋コンクリート解体
鉄筋切断
コンクリートの集積・積み込み

施工
17%

部分が資材製造によるものであるためと考えら

240.4

れるが，構造形式やさらに橋長の異なる橋梁について検討を行い比較する必要がある。

3801
178

セメントの廃棄物リサイクル量 6）

表‐9表‐93992871

セメント名合計6850

ポルトランドセメント

107.9wet

高炉セメントB種

61.5wet-kg/ｔ

解体 リサイクル
3.6%
0.4%

表‐10
表‐10

廃棄物リサイクル量PC 橋における CO2 排出量の比較

橋長32ｍ
橋長85ｍ
CO2排出量 構成比 CO2排出量 構成比(％）（kg‐CO2）（kg‐CO2） （％）

運搬
6%

資材製造
73%
図‐2
図‐2 ライフサイクルの CO2 排出量の割合‑1534‑

資材製造

11489678.8132545386.32

運搬117.65

28604

7.59

施工

1913.54

229

6.09

合計

145795

100

3770

100

4.

は 5800 万ｔであることから，
重み付け係数を式

エコセメント使用による環境負荷低減

エコセメント 1ｔ製造に伴う CO2 排出量と廃（2）より求めた 10）。

表‐12128）に示す。この工事
棄物リサイクル量を表‐表‐においてポルトランドセメントを使用したとき

1307 百万 t÷｛1224 百万 t×（1－0.06）｝と，ポルトランドセメントをエコセメントで代＝1.136（1）用したときの CO2 排出量と廃棄物リサイクル量

5800 万ｔ÷3100 万 t＝1.933（2）

表‐1313 に示す。エコセメントの使の比較結果を表‐
表‐用により，ポルトランドセメントを使用した場(3)

データの正規化合に比べ廃棄物リサイクル量は 5.4 倍となる。

CO2 排出量，廃棄物量について，それぞれの国内総量に占める割合を計算し環境負荷を無次

5.

環境負荷の統合化

元化しデータの正規化を行った。国内総量とし

5.1

DtT 法による統合化，廃て CO2 排出量は 1225 百万ｔ（平成 11 年）

(1)

DtT 法

棄物量は 408 万ｔ（平成 10 年，産業廃棄物発生基準値または目標値に対する現状値の超過割

表‐1414 に示す 10）。
量）を用いた。計算結果を表‐
表‐(4)

合に比例した重み付けを行い，負荷指標を算出
9）統合化する手法を DtT（Distance-to-Target）
法という 。

重み付け係数と正規化された値から式（3）に使用するセメントが異なる場合の環境指標をより，環境負荷指数を算出した。CO2 排出量はDtT 法により求め比較を行った。

環境負荷なので正の値，廃棄物リサイクル量は(2)重み付け

環境負荷低減なので負の値として計算した。そ温暖化の目標値は，1990 年の温室効果ガス排出量（1224 百万ｔ）に対してマイナス 6%（京れぞれのケースで統合された環境負荷指数を表‐15
表‐15 に示す。

都義定書）であり，平成 11 年時の温室効果ガス排出量は 1307 百万ｔであることから，
重み付け環境負荷指数係数を式（1）により求めた。また，廃棄物（産＝∑（各正規化値×重み付け係数）（3）

廃最終処分量）は，平成 22 年目標値が 3100 万t であるのに対し，平成 10 年の産業最終処分量
単位長さあたりの CO2 排出量
単位長さあたりのCO2排出量
橋長（ｍ）
4556kg‐CO2/ｍ324435kg‐CO2/ｍ85
表‐11表‐11

エココストによる統合化

(1)

エココスト

エココストとは，それぞれの環境負荷要因をコスト化することによって，環境負荷を総合的に評価するものである 11）。CO2 排出などの環境

エコセメントの原単位 8）
CO2排出量廃棄物リサイクル（kg‐CO2/ｔ）
エコセメント800614.7ｄｒｙ‐ｋｇ/ｔ
表‐12表‐12表‐13表‐135.2

表‐14表‐14

正規化した環境負荷の値
ポルトランド エコセメント
セメント使用使用
CO2排出量1.520×10-7 1.491×10-7
廃棄物リサイクル量 0.267×10-7 1.441×10-7

使用セメントの相違による比較

CO2排出量廃棄物リサイク
ル量

ポルトランドセ エコセメント
メント使用
使用
186173kg‐CO2 182703kg‐CO210908ｋｇ

表‐15表‐15 環境負荷指数
ポルトランドセメ エコセメント
ント使用
使用

環境負荷指数

58801ｋｇ‑1535‑

1.210×10-7－1.092×10-7負荷を増大させるものは正のエココスト，リサ負荷要因である CO2 排出量と，廃棄物量についイクルにより環境負荷を低減するものは負のエて，ライフサイクルにおける環境負荷評価を行ココストとする。

った。
その結果，以下のことが明らかとなった。

(2)1） ライフサイクルにおける環境負荷では資材

環境負荷のエココスト

CO21ｔあたりのエココストは諸外国におけ製造に伴うものが圧倒的に大きく，施工にる炭素税率の数値から 3000 円とし，廃棄物リサ伴うものが次いで大きくなる。

イクル 1ｔあたりのエココストは管理型処分場

2） 本研究の範囲では，PC 橋単位長さあたりのにて最終処分される廃棄物のエココストを負のCO2 排出量は橋長によらず，ほぼ等しくな値にした-19000 円とした

11）

。ここで最終処分廃3

棄物の単位体積質量は 1ｔ/ｍ とした。
(3)った。
3） コンクリートにおける環境負荷要因としてDtT 法やエココストの利用が可能であるこ統合化

セメントしてポルトランドセメントとエコセとが示唆された。

メントを使用したケースでのエココストの比較
参考文献

表‐1616 に示す。
結果を表‐
表‐5.3

1） 土 木 学 会 地 球 環 境 委 員 会 環 境 負 荷 評 価

環境負荷の統合化について

DtT 法，エココストのいずれにおいても，複（LCA）研究小委員会編：土木建設業にお数の環境負荷要因を統合化する手法として利用ける環境負荷評価（LCA）研究小委員会講可能であることが上記の結果で明らかになった。

演要旨集，1997

使用するセメントの相違による数値の相対的な2） （財）建設物価調査会：建設省土木工事積算基準（平成 12 年度版）
， 2000

大きさは両者で異なるものの，数値化する概念の上で両者に本質的な相違はなく，相対的な大3） （社）日本建設機械化協会：建設機械等損料算定表（平成 12 年度版）
，2000

きさの相違はエココストの設定によってもたらされているものと考えることができる。

4） Portland Cement association (PCA) R&B serial
No.2137 Environmental Life Cycle Inventory

さらに多くの構造物について，これらの手法

of Portland Cement Concreteを適用したケーススタディを実施することによ5） （財）建設物価調査会：建設工事標準歩掛り、統合化手法の確立を行う必要がある。

建設機械等損料算定表，1998
6.

6） （社）セメント協会提供データ

まとめ7） 構造物の維持補修技術研究会：構造物の維

本論文では PC 道路橋を例に取り上げ，環境持補修技術に関する研究報告書，Vol.4，
表-16

環境負荷

pp.305-314，2001

エココストの計算結果

ポルトランドセメント
使用負荷の定量化,資源環境対策,エココスト
（百円）

エココスト
（百円）

数量

CO2排出 186173
ｋｇ-CO2
量5585

182703kg-CO25481

廃棄物リ10908
サイクルｋｇ量-207358801
ｋｇ-11172

合計3512

合計-5691

数量8） 佐野奨他：都市ごみ焼却灰処理に伴う環境

エコセメント使用

pp.58-64,

2000.89） 松野他：日本におけるインパクトアセスメ
ント統合指標の開発，日本エネルギー学会
10 ） 環 境 省 報 道 資 料 http://www.env.go.jp/
press/press.php3?serial=2689，2001,611）土木学会：資源有効利用の現状と課題，
pp.81-87，1999.10‑1536‑