【削減率99.9％】極限までゴミを減らす「循環式ブラスト工法」は世界を変えるか

塗装業界のチェンジメーカー【ヤマダインフラテクノス】

「鋼橋に問題が起こるとしたら、原因は腐食と疲労」といわれる。

この両方への耐性を塗替え時のブラスト工程で同時に上げる合理的かつ革新的な工法、しかも塗替えに伴うごみを極限まで減量する工法、として発注者から強い関心が注がれている技術がある。イノベーションによる社会問題の解決に取り組む企業として知られるヤマダインフラテクノス株式会社（本社・愛知県東海市、山田博文社長）の「エコクリーンハイブリッド工法」、そして「循環式ブラスト工法®︎」だ。

同社は近年、「ごみを減らして世界を変える」循環式ブラストの開発で、「令和3年度リデュース・リユース・リサイクル推進功労者等表彰」の内閣総理大臣賞を受賞、「経済的で環境に優しい鋼構造物の疲労き裂予防保全工法の開発」として、「令和4年度文部科学大臣表彰科学技術賞（技術部門）」をエコクリーンハイブリッド工法で受賞。

SDGsが盛り上がりを見せるずっと前、1990年代から技術開発の重心を環境負荷低減と定め、祖業であり本業の塗装の現場で革新を起こしてきた。

「ごみを減らして世界を変える」

――橋梁の塗替えという本業において、「ごみを減らして世界を変える」を掲げて環境負荷を極限まで減らす技術革新を続け、常にイノベーションの当事者です。それもSDGsなどが盛り上がりを見せるずっと前から。

山田社長　環境問題に本格的に取り組み始めたのは25年ほど前、父から会社を継いだころです。そのころは塗装業という社業を通じて、電力プラントなどのインフラの安全・安心に取り組んでいました。ちょうど、産業由来のさまざまな環境負荷に対して、解決に取り組もうという機運が社会に芽生え始めたころで、当社でも我々塗装業のなかで改善できることはないかと、慣習にとらわれずに事業すべてを見つめ直したのです。

そこで、「塗装業で出ているごみを減らそう。それも極限まで減らそう。そのために新たなやり方も開発しよう」と。この取り組みを確実に実行していけば、世界は良い方向に発展していくはずだと、「ごみを減らして世界を変える」を掲げるようになりました。ごみを減らすということは、塗装ごみの減量だけでなく、長寿命化によって長持ちさせて構造物などの廃棄を減らすということでもあります。橋梁、建築に参入したのもこのころです。

今、『建設廃棄物処理指針』（環境省）には書かれていますよね。建設廃棄物や建設副産物について様々な施策が掲げられてますが、まず冒頭に書かれているのは「廃棄物の抑制」です。リユース、リサイクルによる循環化は、出たごみに対してどう環境負荷を低減しようかという話ですが、我々はそもそもごみを出さないリデュース、出さなければリサイクルにかけるエネルギーもコストもない。ごみを出さずに済む技術でできるなら、出さないことが一番カーボンニュートラルに貢献できるわけです。

――塗膜は数ミクロン厚です。改善の規模感や、その環境効果をイメージしにくいのですが。

山田社長　塗膜自体は数ミクロン厚なのですが、焦点は全体のごみの量なんです。どういうことかというと、数ミクロン厚の塗膜を塗替えに伴い除去するという作業において、塗膜そのものの何倍ものごみが出てしまう、しかも有害物質が入っているものもある。ここが我々塗装業におけるごみ問題の本質なんです。だから、それまで我々が塗膜を除去するブラスト作業で当たり前に出していた研削材のごみを圧倒的に減らし、ほぼ塗膜ごみだけにしたい、と。

実際にどのくらいのごみが出るのか。鋼道路橋防食便覧や橋梁架設工事の積算においては、非金属系の研削材を使用したブラストが標準です。1,000m2の塗膜をブラストで剥がすと、塗膜自体は約1tの産業廃棄物になり、そして研削材はなんと約40tもの産業廃棄物になるのです。この要因は、投射して塗装面に衝突した瞬間に非金属系研削材自体は破砕してしまうので、消耗品的な使い方になりますから、塗膜を剥ぎ取り素地調整ができるまで、次々に新しい研削材を投射し続けることによります。

そして、このごみがなぜ問題なのかというと、産業廃棄物として処理したのちに捨てるしかなく、つまり循環しませんし、運搬・処理には大量の温室効果ガスが排出されてしまいます。

ここで、ちょっと振り返って見つめ直してみましょう。我々は何のために塗替え事業をしているのか。それは橋梁を長寿命化させるためで、長寿命化はとても環境に良い、まさにSDGsです。だったら、その過程の塗替え作業で、ごみを増やしてしまったら、本末転倒ですよね。

ならば、ごみの出ないブラスト工法を開発しようと、これが循環式ブラスト工法®の根幹なんです。1995年に、今の循環式ブラスト機の1号機として開発したのが「リサイクルブラスト」。投射材が消耗品化していることで塗装ごみが膨らんでいるなら、割れずに繰り返し使える鋼製投射材にすれば、ごみは本来の塗膜だけに減らせる、という発想で開発しました。その後も材料や技術の進展に合わせて改良は加えていますが、今の循環式ブラスト工法®と基本は同じです。

鋼橋に問題が起こるとしたら、原因は腐食と疲労といわれます。ですので、腐食を予防する塗替えにおいて、鋼製研削材を使用することで塗装ごみを減らす循環式ブラスト工法®を基本に、この性能に加えショットピーニングにより鋼の疲労耐久性を上げ、橋梁など鋼構造物を長持ちさせるエコクリーンハイブリッド工法も開発し、これは昨年から稼働を本格化しています。

エコでなければ「循環式」とはいえない

――この「ごみを減らして世界を変える」循環式ブラスト工法®では「令和3年度リデュース・リユース・リサイクル推進功労者等表彰」の内閣総理大臣賞を受賞され、この工程にショットピーニングをプラスしたエコクリーンハイブリッド工法は「経済的で環境に優しい鋼構造物の疲労き裂予防保全工法の開発」として、「令和4年度文部科学大臣表彰科学技術賞（技術部門）」を受賞されました。全国で循環式への関心がさらに高まると感じます。そうしたなか今春は循環式ブラスト工法®で建設技術審査証明（建審証第2201号）を取得しました。

山田社長　環境に配慮しようという社会にだんだんなってきて、業界も賛同してくれて、ごみは減らそうと循環式ブラスト工法®に似たやり方が次々に開発されています。ただ、循環式ブラストの基準がなく定義できていない状態では、素地調整の施工品質と、ごみの削減量を一様に言えないのです。循環式ブラストは正しく施工されないと、ごみを圧倒的に減らす環境効果は発揮されません。

極論になりますが、バケツリレーでブラスト材を2回繰り返し使えば「循環」、繰り返し使える鋼製研削材を使ったとしても、除去した塗膜と研削材を選り分ける機械がなく、同様に「循環」させれば、有害物質の残量が多くなり作業員の安全性が低下しますし、素地調整の品質も下ります。これでは環境に良い取り組み、社会に貢献する取り組みとはなりません。何を満たせば循環式ブラストなのか、基準化しよう、定義しよう、と建設技術審査証明の取得をしたわけです。

建設技術審査証明とは建設技術審査証明協議会の会員法人が行う証明です。依頼された技術の内容を学識経験者などの方々が「技術審査」し、その結果を客観的に「証明」するのです。証明のためには技術審査委員会を設置し、同会から試験施工も伴う最低3回の審査を受けねばなりません。循環式ブラスト工法®においては、技術審査委員長に玉越隆史京大院特任教授（当時）、委員に村越潤東京都立大教授、白戸真大国総研橋梁研究室長などの方々が委員を務められました。

――建設技術審査証明の内容のポイントは。

山田社長　循環式ブラスト工法®では、粉砕せず再利用が可能な鋼製研削材を採用することで、産業廃棄物を最小限に抑えることを実現しています。その抑制量は、ブラスト処理面積1,000m2あたり約40tとなり、つまりほとんど研削材由来の産業廃棄物は出ません。これによる二酸化炭素排出も40分の1～50分の1程度の大幅抑制をしています。

証明内容は研削材を循環再利用する循環式ブラスト工法®が、再利用しない場合と同等の品質と施工効率を満足した上で、ごみの要因となる研削材において、その削減率を算出し、それを客観的に証明したものです。

高炭素鋳鋼グリットを使用した場合の研削材削減率は99.89％、SUS430カットワイヤを使用した場合の研削材削減率は99.94%に達することが確認され、使用する研削材の大幅な削減、つまり産業廃棄物の大幅な削減が確認されました。

研削材を回収しているところ。粉砕せず再利用が可能な鋼製研削材を採用することで、産業廃棄物を最小限に抑えることを実現。ほとんど研削材由来の産業廃棄物はでず、塗膜クズのみとなる。

この証明を実現した際に用いた使用機械、施工条件、使用研削材なども報告書に記載されています。ですので、この証明により、循環式ブラスト工法®は一つの物差しになったことになります。審査証明を機に工法名称を循環式エコクリーンブラスト工法から循環式ブラスト工法®に改め、循環式エコクリーンブラスト工法研究会も循環式ブラスト工法研究会に改めました。

橋の疲労を回復できる？エコクリーンハイブリッド工法が現場で本格化

――ショットピーニングをプラスしたエコクリーンハイブリッド工法（NETIS CB-180024-A 国内特許第6304901号）は、循環式ブラスト工法®に次ぐイノベーションだと言われています。

山田社長　工法は極めてシンプルです。塗替え工事で金属系研削材による循環式ブラストをする際に、ショットピーニング用特殊鋼球（JIS G 0951）を投射する1工程を加えるだけです。投射の品質管理は事前に塗った蛍光塗料が剥がれたか目視と、カバレージチェッカーの数値で確認します。カバレージ（当たった率）をトータル100としているので、既定のカバレージになるまで投射を繰り返します。航空機や自動車などは一回の投射でOKとしていますが、我々は2回投射で担保します。

ショットピーニングとは、鋼の表面を叩いて応力を鋼材の中に残し疲労耐久性を高めるもので、原子炉や航空機、船、自動車などの製造工程では標準的に行われています。ただ橋梁については、疲労耐久性を上げる目的で工場でショットピーニングをしても、架橋後の自重で効果が抜けて無効化するため、橋梁にショットピーニングはナンセンスという既成概念がありました。加えて、有効化に向けて架橋後にショットピーニングをするには設備が大掛かりになり現実的ではないという固定観念もあって、これまで取り組まれてこなかったのです。そこに平成14年の『道路橋示方書』の改定で、工場で新規に製作する際は疲労対策が必要になったのですが、既設橋への対応は示されませんでした。

塗替えの際のブラスト工程で旧塗膜を除去した時に、鋼面にショットピーニングも同時にすれば、資機材も人員も囲いも共用でき、工程的にもコストとしても、また腐食予防と疲労き裂予防が同時にできる意味でも一石二鳥となり、いいことではないかと思って、岐阜大学の木下幸治先生のところに相談を持ち込みました。

また、補強部材をプラスする疲労対策ですと荷重の増加による二次的な被害の懸念もあり、関連した対策も増えますが、エコクリーンハイブリッド工法では姿形を変えずに疲労耐久性を上げようということですから、こうしたことも要りません。

鋼の表面を叩いて応力を鋼材の中に残し疲労耐久性を高めるショットピーニング。塗替え時の循環式ブラスト工法®にこのショットピーニングの1工程を加えることで、防食性能の向上と、疲労耐久性の向上が、一つの工事で同時にできるエコクリーンハイブリッド工法を開発。

先生には、どのタイミングで、どの角度で、どのくらいの圧力で、どのくらいの時間ピーニングを入れたら、より性能が上がり、もっと経済的に打撃をしていけるか、技術的な面での研究、応力測定や疲労試験など、我々ではなしえないことをしてもらいました。ショットピーニングで疲労等級が2等級向上することを試験体により確認できました。疲労なので、30年、40年先にしか答えが見えないのですが、まず実験室や工場で重ねたさまざまな試験を経て、データのなかで証明ができ、それを現場で誰しもが再現できるやり方へまとめ、実橋へと進めてきました。

こういう管理基準と管理手法を確立したことによって、安定した製品が工場とほぼ同じように現場で供給できるということでNEXCOの委員会などで認めていただいて、工法として成立するところまでまとめてきました。社会が要請している予防保全による長寿命化、これに寄与できる工法ですので、一般化していくことを願っています。

先生とはさらに研究を進めて、部位ごとの有効な投射の検討に加え、常々先生が言っている疲労のリセット、これまで受けた疲労がショットピーニングでリセットされる、ということが証明できるところまで、到達できたらと思っています。

さらなる環境負荷低減へ。塗膜クズを山元還元

――塗膜クズに含まれる鉛の再資源化も稼働間近だそうですね。

山田社長　使用済みの研削材や鉛含有の塗膜について、愛知県からの補助金もいただいており、鉛を含む既設塗膜を高度に選別する装置を開発しました。これを三池製錬にご協力いただきながら、再資源化、つまりリサイクルによる循環の仕組みを構築しているところです。

山元還元といって、廃棄物処理中に発生する溶融飛灰から、非鉄金属を回収し再使用する一連の手法ですね。一部の自治体でも取り組まれていまして、ごみの清掃工場から排出された溶融飛灰の中には鉛、カドミウム、亜鉛、銅などの非鉄金属が2～12％の高濃度で含まれていることから、これを精錬所に持ち込んで精錬して、鉛や亜鉛を単一物質に還元、回収し、原料として再利用がなされています。使用済みの研削材や鉛含有の塗膜についても、この山元還元で再資源化しようとしているのです。

SDGsの推進のためにもグリーン購入を

――グリーン購入の特定調達品目の指定を目指しているそうですね。

山田社長　国交省はグリーン購入法に基づき、「公共工事においても、事業ごとの特性、必要とされる強度や耐久性、機能の確保、コストなどに留意しつつ、グリーン調達を積極的に推進する」としています。

ですので今後は、グリーン購入法の特定調達品目に指定を受け、工法の普及により、良い一層の環境負荷低減へ邁進していきたいと思います。循環式ブラスト工法®は既に3年以上も継続検討品目群としてロングリストに掲載されているのです。

我々としては、建設技術審査証明で物差しができたことで、さらに多くの会員や、工法を施工していただく業者さんにより、工法が全国にいきわたる環境はできました。

施工管理者と施工技術者の教育としては、管理者は技術認定、施工技術者は技量認定をそれぞれ行っています。今後頻度を増やし、各地方ブロックで月1～2回開催し、技術を理解する施工者を大きく増やしていこうと考えています。循環式ブラストの施工マニュアルに加え、一部の現場で必要なブラスト前の塗膜剥離剤使用も考慮し、塗膜剥離剤使用の取り扱い、鉛、PCBなど有害物の取り扱い、安全装備についての留意点などもマニュアル化して全国の会員各社に配布しています。

これに加え、使用済みの研削材や研削材から出る鉛含有の塗膜の山元還元も稼働が間近となっているところです。ですので、我々の業界においてのSDGsの推進に取り組んでいくためにも、そろそろ特定調達品目に指定していただけたら、と思っています。

ひろがる「ウシワカ・プロジェクト」

――ウシワカ・プロジェクトが「第6回インフラメンテナンス大賞優秀賞」を受賞しました。息子さんの山田翔平専務が会長を務められ、このインフラ再生の重要性を伝える活動に積極的に取り組まれています。

山田社長　ウシワカ・プロジェクトは、橋梁保全に携わる会社などの若手が中心になって橋梁保全工事の魅力・重要性を様々な形で発信しています。懸命にインフラの安全安心に取り組む業界の仕事を広く知っていただけたり、ご興味を持った方のなかには業界で働いてみたいというかたも出てきたりすると嬉しいですね。ウシワカ・プロジェクトを通じて、建設業界の持続的発展に寄与できたらと、取り組んでいます。

メインの活動は、多くの方に発信するテレビ番組の製作と放送、そしてこれにとどまらず技術や知見の勉強会、さらには大学生との交流や、小学生の塗装体験などさまざまに活動を広げています。

テレビ放送は、2020年春に第一章、それが好評で昨春の第2章を放送、またご好評をいただき第3章「牛若～日本のインフラを守る技能者たちの挑戦」を2023年1月3日から放送します。回を重ねるごとに放送地域も増えています。また特設しているホームページ（https://ushiwaka-japan.com/）を通じて全国に発信しており、ご好評いただいた第一章、第二章もオンデマンドでご覧いただけます。

「ウシワカ」のネーミングは、「橋の上、あるいは橋の下を自在に跳ね回り、たぐいまれなる技（技術）」で、橋の再生に取り組む技能者たちの姿を、京都・五条橋で、打ちかかる武蔵坊弁慶を、ひらりひらりとかわす牛若丸のイメージに重なるとして名付けています。そうした思いやエピソードも番組やホームページに詰め込んでいますので、多くの方にご覧いただけましたら嬉しいですね。