構造用コンクリートにおけるセメント代替による炭素フットプリント削減

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:Provides systematic experimental and LCA data on SCM substitution performance for low-carbon concrete mix design.

🏢実務担当者:Offers cost-effective strategies to reduce concrete carbon footprint without compromising structural integrity.

🏛政策担当者:Supports policy frameworks promoting SCM use and performance-based specifications in construction standards.

本研究は、普通ポルトランドセメント（OPC）の一部をフライアッシュ、高炉スラグ微粉末（GGBS）、シリカフューム、メタカオリンなどの混和材（SCMs）で置換することによる、構造用コンクリートの炭素フットプリント削減の可能性を調査するものである。セメント生産は世界の人為的CO₂排出量の約7〜8%を占めており、その大部分はクリンカ製造時の石灰石の仮焼と化石燃料の燃焼に起因する。本研究では、実験と分析を組み合わせた方法論を用いて、SCM置換率を10〜50%と変化させたコンクリート配合の力学性能、耐久特性、および体積炭素を評価する。結果は、GGBSを40〜50%置換した場合に、体積炭素削減（最大50%）と長期圧縮強度（90日で46〜53 MPa）の間で最も好ましいバランスが達成されることを示している。フライアッシュを30%置換した場合、CO₂排出量を30%削減しつつ、28日および長期強度を適切に維持する。シリカフュームは優れた力学性能を提供するものの、一般的な10%置換率では排出量削減はわずか10%にとどまる。ライフサイクルアセスメント（LCA）フレームワークにより、全配合にわたる地球温暖化係数（GWP）の削減が定量化され、戦略的なSCM統合が構造的完全性を損なうことなく大幅な脱炭素化をもたらすことが確認された。本研究は、GGBSとフライアッシュを費用対効果の高い介入策として特定し、最適化された配合設計、養生条件、および性能ベースの仕様が、構造用途における低炭素コンクリートの広範な採用を可能にする上で重要な役割を果たすことを強調している。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

This research paper investigates the potential for reducing the carbon footprint of structural concrete through partial replacement of Ordinary Portland Cement (OPC) with Supplementary Cementitious Materials (SCMs), including fly ash, Ground Granulated Blast Furnace Slag (GGBS), silica fume, and metakaolin. Cement production accounts for approximately 7–8% of global anthropogenic CO₂ emissions, with the majority arising from limestone calcination and fossil fuel combustion during clinker production. This study employs a combined experimental and analytical methodology to evaluate the mechanical performance, durability characteristics, and embodied carbon of concrete mixes at varying SCM substitution levels (10–50%). Results demonstrate that GGBS at 40–50% replacement achieves the most favorable balance between embodied carbon reduction (up to 50%) and long-term compressive strength (46–53 MPa at 90 days). Fly ash at 30% substitution reduces CO₂ emissions by 30% while maintaining adequate 28-day and long-term strengths. Silica fume, though offering superior mechanical performance, yields only a 10% emissions reduction at typical 10% replacement levels. A life cycle assessment (LCA) framework quantifies Global Warming Potential (GWP) reductions across all mixes, confirming that strategic SCM integration can deliver significant decarbonization without compromising structural integrity. The study identifies GGBS and fly ash as cost-effective interventions and highlights the critical role of optimized mix design, curing conditions, and performance-based specifications in enabling widespread adoption of low-carbon concrete in structural applications.

• semanticscholar https://doi.org/10.32628/ijsrce261031first seen 2026-06-29 06:45:49 · last seen 2026-09-21 05:12:14