キューブは「世界初のカーボンコンクリート製建物」となる

ドレスデン工科大学の研究者らは、ドイツの建築会社ヘンと協力して、鋼鉄の代わりに炭素繊維で補強された初のコンクリート建物を製作した。

現在、ドイツのドレスデン工科大学キャンパスで建設中のザ・キューブは、「世界初のカーボンコンクリート製の建物」と宣伝されている。

炭素繊維で補強された建物

この新しく開発されたタイプのコンクリートは、鋼鉄筋で強化されたコンクリートと同等の構造強度を備えているが、コンクリートの使用量ははるかに少ないと研究者らは主張している。

コンクリートは炭素繊維糸で強化されています。炭素繊維糸は、熱分解と呼ばれる熱分解プロセスを使用して、多くの炭素繊維（ほぼ純粋な炭素結晶からなる極細の糸）を結合して作られます。

これらの糸は、コンクリートを流し込むメッシュを作成するために使用されます。

ヘン氏によると、得られた材料は通常のコンクリートよりも 4 倍強度があり、また構造部分が減少したため 4 倍軽くなりました。

カーボンファイバーメッシュはスチールとは異なり錆びにくいため、カーボンコンクリートは一般的な鉄筋コンクリートよりも長寿命です。 これはまた、鉄筋コンクリートの厚さの多くは鉄筋の酸化につながる水の浸透を防ぐ必要があるため、構造物をはるかに薄くできることを意味します。

ヘンは、マンフレッド・クルバッハ教授が率いるドレスデン工科大学の固体構造研究所と協力して、キューブを設計しました。

カーボンファイバーで表現されたCubeの形状

折り畳むと屋根になる壁を備えたこの建物のフォルムは、カーボンファイバーの軽量で柔軟な特性からインスピレーションを得ています。

「ザ・キューブのデザインは、天井と壁を単一の形でシームレスに融合させることにより、炭素繊維の流動的で繊維的な性質を再解釈し、環境に配慮したデザインが形式的な自由と本質的な建築要素の根本的な再考と組み合わされた未来の建築を示唆しています。 」とヘンは言いました。

「壁と天井はもはや別々のコンポーネントではなく、有機的な連続体として機能的に互いに融合しています。」

この建物は、ドイツ連邦教育研究省が後援する、ドレスデン工科大の主要な研究プロジェクト「C³ - Carbon Concrete Composite」の展示物となる。 このプロジェクトの目的は、建設におけるこの新素材の潜在的な用途を探ることです。

「カーボンコンクリートは、より柔軟で資源を節約した建設プロセスに貢献する可能性があり、カーボンコンクリートに切り替えることで、建設からのCO2排出量を最大50パーセント削減できる可能性があります」とヘン氏は述べた。

上級炭素科学者エリック・フランク博士は、Dezeenとの最近のインタビューで、「利点は、重い荷物を運ぶことができながら、コンクリートをはるかに薄くできることです」と語った。

「そのため、まったく異なる形状を設計することができます。超薄コンクリートの建築コンポーネントやベンチ、補強材の研究例がいくつかあります。その目的は、現在使用されている大量のコンクリートから逃れることです。」

開発中のバイオベース炭素繊維

しかし、炭素繊維の二酸化炭素排出量は「通常、非常に悪い」とフランク氏は言う。 研究者は現在、製紙産業の副産物でもある一般的な植物由来の物質であるリグニンから炭素繊維を作成する方法を模索している。

同氏は、バイオベースの炭素繊維はまだ同等の性能を提供していないため、石油ベースの炭素繊維に取って代わることはないと予測している。 しかし、同氏は需要が今後も増加すると予想している。 「これは併走する第二の市場に過ぎない」と同氏は語った。

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