CO2 を固定化した合成炭酸カルシウムの舗装材料への適用
日本道路（株）生産技術本部 技術研究所 ○立花徳啓

出光興産（株）

機能舗装材事業部

呉悦樵

出光興産（株）

石炭・環境研究所

寺前剛

1．はじめに2050 年までに温室効果ガスの排出をゼロにするカーボンニュートラルの実現に向け、数多くの取り組みが行われている。国際エネルギー機関による試算では、76 億 t の CO2 を回収する必要があり、カーボンニュートラル実現のためには CO2 の排出量を減らすだけではなく、すでに大気中に排出された CO2 を減らすことが求められている。近年では、カーボンニュートラル実現の鍵とされる「Carbon dioxide Capture, Utilization andStorage （CCUS）」が、「CO2 の回収・貯留・有効利用」する技術として期待されている。
このような状況下、道路舗装業界では、化石燃料由来のアスファルトの使用や製造時の骨材加熱乾燥過程で多くの CO2 を排出しているのが現状であり、弊社では燃焼排ガス由来の CO2 とセメント含有廃棄物から生成される合成炭酸カルシウム 1)をアスファルト混合物の一部として利用する検討を進めている。合成炭酸カルシウムを有効利用することで CO2 を舗装中に固定化でき、道路舗装における CCUS の社会実装の可能性に寄与できると考えられる。以上のことから、本文では、合成炭酸カルシウムを含有する材料（以下、本材料）石粉（フィラー）の代替材料とし、アスファルト混合物の性状を確認した結果について

図-1 合成炭酸カルシウムの製造過程 2)報告する。
2．本材料の製造
本材料の製造過程を図-1 に示す。本材料は、コンクリート製品製造過程などから排出されるセメント含有廃棄物に CO2 を反応させることによって製造される。本材料には、一定量の合成炭酸カルシウムが含まれる。本材料の外観を写真-1 に示す。
3．舗装材料への適用性検討
合成炭酸カルシウムを舗装材料である石粉の代替としての適用性

写真-1

本検討に用いた材料の外観を評価するため、室内評価を実施した。
3．1 本材料の性状試験
一般的に、石粉（フィラー）は石灰岩を粉砕したものとされている。一方、本材料はコンクリート製品製造過程などから排出されるセメント含有廃棄物に CO2 を反応させる

表-1 確認項目

表-2 本材料の性状結果

項目

試験項目

測定値

目標値

密度(g/cm3)

2.600

2.6以上

水分(%)

1.5

1.0以下

0.6 mm95.7

1000.3 mm

95.2-0.15 mm95.2

90-1000.075 mm95.2

70-100規格

密度
水分量

ことによって製造される。そのため、本検討では、本材料

粒度を石粉代替材料として評価するため、日本道路協会「舗装PI施工便覧」に従い、表-1 に示す試験を実施した。性状試験

フローJIS A 5008

舗装施工便覧

結果を表-2 に示す。粒度規格と密度は概ね目標値を満足しているが、フロー値は 147%程度と目標値である 50％を大きく上回っている。一般的にフローふるい
粒 通度 過質量
百分率(%)

値が大きいほど多くのアスファルト量を必要とするため、次項において混合塑性指数 (PI)NP4以下物性状の評価を実施した。

フロー値(%)

146.550以下

3．2

アスファルト混合物性状

7

最適アスファルト量(%)

アスファルト混合物への適用性を評価するため、密粒度アスファルト混合物(13)に配合される石粉を本材料に置換した。置換割合は 100%、50%、25%の 3 点に変化させ、置換なしの性状と比較した。また、使用アスファルトはストレートアスファルト 60/80 とし、それぞれの配合で配合設計を行い、最適アスファルト量を算出した。置換割合と最適アスファルト量の関係を図-2 に示す。

6.565.554.5

配合設計の結果、本材料に置換しない混合物と比較し、100%置換で41.0%、50%置換で 0.6%最適アスファルト量が増加しており、アスファル02040トの吸収性が高く、25%置換では置換なしと同等の最適アスファルト量80100

図-2 置換割合とアスファルト量であることが確認された。また、算出した最適アスファルト量にて供試体を作製し、マーシャル安定度試験およびホイー

60置換割合(%)

表-3 混合物性状確認試験結果

ルトラッキング試験により混合物性状を比較した。
試験結果を表-3 に示す。マーシャル安定度はいず

試験項目

100%置換

50%置換

25%置換

置換なし

目標値

れの配合においても置換なしと同等の値であり、最適アスファルト量(%)

6.3

5.95.45.3-

マーシャル安定度(kN)

10.7

11.0

9.4

10.0

4.90以上残留安定度(%)

94.5

100.0

89.2

90.075以上

動的安定度(回/mm)

303

306

482447-

目標値を満足した。残留安定度についてもいずれの配合でも置換なしと同等の値を示し、目標値を満足することを確認した。一方で、動的安定度は100%置換、50%置換では置換なしよりも 100 回

表-4 CO2 排出量試算結果(800t 当たり)/mm 程度小さい値であり、25%置換では置換なし

名称と同等の値を示した。これは、最適アスファルト量が増加した影響と考えられる。
4.

CO2 排出量の試算

素材

本材料を石粉の代替として使用することで、通常のアスファルト混合物の製造と比較し、どの程度 CO2 排出量を低減可能か試算した。

輸送

試算結果を表-4 に示す。試算は「舗装の環境負荷低減に関する算定ガイドブック」を参考とした。
なお、本試算では、素材である石粉と本材料を置換し、原単位の違いによる CO2 排出量の比較を行単位

原単位(kg-CO2/単位)

通常

合成炭酸カルシウム使用
排出量(kg-CO2)

数量

排出量(kg-CO2)

数量

6号砕石t

7.98

3122489.76

3122489.76

7号砕石t

7.98

1681340.64

1681340.64

粗砂t

11.542482861.92

2482861.92

細砂t

11.5432369.2832369.28

石粉t

5.41

40

216.4030

162.30

本材料

t-200

0.00

0.00

10-2000.00

アスファルトt107.5642.40

4560.5443.20

4646.59

砕石輸送(軽油)L

4.19

608.582549.95

608.582549.95

砂輸送(軽油)L

4.19

208.66874.29208.66874.29石粉輸送(軽油)

L

4.19

52.16

218.5526.08

109.28

合成炭酸カルシウム輸送(軽油)

L

4.19

00.00

26.08

109.28

アスファルト輸送(軽油)

L

4.19

359.041504.38

359.041504.38

電力

kWh

0.46

8,000.00

3680.00

8000.00

3680.00

製造

A重油

L

2.91

6,165.00

17940.15

6165.00

17940.15

軽油
未集計分等見込み値(アスコン)
計L2.95256.00755.20

256.00755.20

その他

t

7.72

800.006176.00

800.006176.00

1tあたり45537.06

43569.01

56.92

54.46った。通常のアスファルト混合物と比較した結果、1t 当たりの CO2 排出量は通常のアスファルト混合物が 56.92 kg-CO2 であるのに対し、本材料を石粉の 25%置換とした混合物は 54.46 kg-CO2 であり、混合物 1 t あたり約 4.3%削減できることがわかった。
5． まとめ以上の結果より、コンクリート製品製造過程などから排出されるセメント含有廃棄物に CO2 を反応させることによって製造される合成炭酸カルシウムを含有する材料を石粉の代替として使用可能であるが、アスファルトの吸収性が大きいため置換割合の適正量については検討が必要であることがわかった。今後、プラントでの製造と試験施工での施工性、供用性も含め検討していきたい。
参考文献
1)

呉悦樵 他：比表面積を用いた配合設計方法による CO2 を固定化した資材のアスファルト混合物への適用検討, 舗装, Vol. 58, No.3, pp.4-8,2023.32)

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