JP2015029434A - 水中生物生育培体及び水中生物生育培体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】セメント6と骨材と砂5とから固化成形した水中生物生育培体であって、骨材の少なくとも一部が、多孔質材に水生生物に対する栄養素を含浸させると共に、その多孔質材の外表面を水中における栄養素の溶出を抑制する被覆層2で覆ってある栄養供給骨材3からなる。
【選択図】図1
Description
しかし、上記セメント固化反応は、PHの低下や、分散性のある因子の存在によって凝集作用が低下し、反応が阻害されて固化困難になるものと考えられている。
従来、前記水中生物生育培体を製造するのに、セメントと砂利などの骨材と砂との混合物に、水生生物に対する栄養素としてアミノ酸などを更に混入させて固化成形することが提案されているが、混入させる栄養素としては、セメント固化反応においてPHを低下させたり、固化反応により生成する微細な水和物同士の結合反応が抑制されたりすることがあり、水中生物生育培体を製造するのは困難であった。
そこで、混入するアミノ酸としてアルギニン単独の場合に限って水中生物生育培体を製造できることが知られている(例えば、特許文献1参照)。
従って、その水中生物生育培体を、水中に投入する漁礁や、テトラポット等に使用できる。
しかも、固化成形した水中生物生育培体における栄養供給骨材は、外表面を覆ってある被覆層によって、ゆっくりと時間をかけて、水中生物のために必要な栄養素が溶出してきて、水中生物の繁殖を促進させることができる。
そのために単一のアミノ酸を含んだだけの従来提案のテトラポットに比べて、水中生物の繁殖を、良好に行わせることができる。
しかも、水硬性材料の硬化反応により、多孔質材の外表面を強固に保護でき、骨材としての機能を十分に発揮させることができる。
そして、前記栄養供給骨材を、セメントと砂とに混入させる骨材の少なくとも一部に使用して固化成形することにより、強度の高いコンクリート製の水中生物生育培体を製造できる。
図1〜図3に示すように、本発明の水中生物生育培体は、多孔質材として廃棄物木片1を多数準備して、その多数の木片1に、水生生物に対する栄養素としてのフィッシュミールのソリブル4を含浸させ、そのソリブル4の含浸した木片1の外表面に、水硬性材料としてセメント6粉体を付着させて木片1中の水分を吸水させることで固化反応させ、木片1の外表面を覆う固化した被覆層2によって、木片1の外表面から栄養素が水中に溶出するのを抑制する不動化機能を備えた栄養供給骨材3を形成する。そして、前記栄養供給骨材3を全骨材の少なくとも一部として、砂5とセメント6に混入させてコンクリート材料を構成させ、そのコンクリート材料に水を添加し固化反応させてコンクリートブロック7を形成し、水中生物生育用の培体に構成する。
尚、前記脂と水溶液を分離した物を乾燥したものがフィッシュミール(魚粉)で、前記脂(魚油)と共に利用される。
前記水溶液(スティックウォーター)は、約90%が水分で、粗タンパク質10%、粗脂肪分0.30%、粗繊維質0.1%未満、粗灰分0.40%、全窒素17000mg/L、リン0.13%、PH6.1(23℃)の成分をしめすものであり、これに対し、ソリブル4は、その成分分析によれば、水分54.6%、粗タンパク質39.5%、粗脂肪2.8%、粗灰分4.7%のものや、水分60%、粗タンパク質35.8%、粗脂肪分2.5%、粗灰分4.1%の物で、これらを使用する。
前記スティックウォーターを水分約50〜60%にまで濃縮したソリブル4は、一般的には肥料に使用されたり廃棄されたりするのであるが、廃棄するには経費のかかる水処理が必要となる。しかし、ソリブル4中には、水生生物としての魚介類や藻類などの生育のための多種の必須アミノ酸や窒素(N)、リン(P)などの栄養素が多く含まれる。
そのために安価な栄養材料としてソリブル4を使用するが、単純に木片1に含浸させたものを骨材として、セメント6と砂5に混入させただけでは、PHが低下するためにセメント6の固化反応が阻害されやすい。
尚、本発明の水中生物生育培体として固化成形したコンクリートブロック7は、テトラポットのような形状以外に、図4(a)から図5(h)に示すように、漁礁や、水中構造物としての自由な形状に成形してもよい。
以下に他の実施の形態を説明する。
〈1〉 前記多孔質材としては、廃棄物としての木片以外に、間伐材を粉砕した木片や、魚粉、繊維材、海綿体等の有機質多孔体を利用する例や、活性炭、軽石等の無機多孔質体を利用してもよい。
〈2〉 前記被覆層を形成する材料としては、セメント以外に、生石灰(CaO)、漆喰など無機水硬性材料の少なくとも1種が使用でき、また、通水性を確保できるものであれば合成樹脂等の有機硬化性材料も使用できる。
〈3〉 前記栄養素としては、フィッシュミールのソリブル以外に、特定して生育させる水生生物の種類に応じて、必須アミノ酸の配合割合を調整するべく意図的に合成したものでもよい。
セメント:砂:骨材:水=1:3:6:0.5(体積比)
尚、上記骨材6中において、バラスと呼ばれる一般的な砕石と、ソリブルを含浸させた木片で漆喰などの水硬性材料により形成した被覆層で覆ったものとの比が、9:1である。
セメント:砂:骨材:水=1:3:6:0.5(体積比)
尚、上記骨材6中において、バラスと呼ばれる一般的な砕石と、ソリブルを含浸させた木片で上記被覆層で覆ったものとの比が、3:1である。
セメント:砂:骨材:ソリブル=1:3:6:0.5(体積比)
尚、上記骨材は、全てバラスと呼ばれる一般的な砕石を使用する。
セメント:砂:骨材:水=1:3:6:0.5(体積比)
尚、上記骨材6中において、バラスと呼ばれる一般的な砕石と、ソリブルを含浸させた未乾燥の木片で、且つ、被覆層で覆ってないものとの比が、1:2である。
セメント:砂:骨材:水=1:3:6:0.5(体積比)
尚、上記骨材6中において、バラスと呼ばれる一般的な砕石と、ソリブルを含浸させた未乾燥の木片で、且つ、被覆層で覆ってないものとの比が、1:1である。
セメント:砂:骨材:水=1:3:6:0.5(体積比)
尚、上記骨材6中において、バラスと呼ばれる一般的な砕石と、ソリブルを含浸させた未乾燥の木片で、且つ、被覆層で覆ってないものとの比が、3:1である。
セメント:砂:骨材:水=1:3:6:0.5(体積比)
尚、上記骨材6中において、バラスと呼ばれる一般的な砕石と、ソリブルを含浸させて乾燥させた木片で、且つ、被覆層で覆ってないものとの比が、1:2である。
セメント:砂:骨材:水=1:3:6:0.5(体積比)
尚、上記骨材6中において、バラスと呼ばれる一般的な砕石と、ソリブルを含浸させて乾燥させた木片で、且つ、被覆層で覆ってないものとの比が、1:1である。
セメント:砂:骨材:水=1:3:6:0.5(体積比)
尚、上記骨材6中において、バラスと呼ばれる一般的な砕石と、ソリブルを含浸させて乾燥させた木片で、且つ、被覆層で覆ってないものとの比が、3:1である。
上記の実施例1及び実施例2は、セメントが固化して強度も十分にあった。
比較例1は、全体が固化せずに形状が保てなく崩壊した。
従って、水の代わりに投入したソリブルがPHを低下させ、そのPH低下によって、セメントの固化反応が阻害されたものと思われる。
比較例2〜比較例6は、ソリブルを含浸した木片が、被覆層で覆われていないために、セメントの固化反応中に木片中のソリブルが溶出してきて、セメントの固化反応を阻害し、そのために、セメントの固化反応が悪く、強度が十分なく落下試験で砕けてしまった。
比較例7は、セメントが固化したが、強度が不十分で、落下試験で割れてしまった。これは、木片の混入率が低く、且つ、乾燥後の木片からのソリブルの溶出量が少なかったために、セメントが一応固化したものの、やはり、溶出ソリブルによるセメント固化反応の阻害が原因で、強度不足になったものと思われる。
また、上記実施例1のように砕石の混入割合が多くなればなるほどブロックとしての強度は上がるが、水中生物生育能が低減し、実施例2のように、木片の混入割合が多くなればなるほど、水中生物生育能は向上するがブロックとしての強度が低下する。
2 被覆層
3 栄養供給骨材
4 ソリブル
5 砂
6 セメント
やアルミナ(Al2O3)イオンと反応して、エトリンガイトと呼ばれるセメント水和物を生成し、更に水和物粒子同士が結合して固形物が形成されるものと考えられている。
しかし、上記セメント固化反応は、PHの低下や、分散性のある因子の存在によって凝集作用が低下し、反応が阻害されて固化困難になるものと考えられている。
従来、前記水中生物生育培体を製造するのに、セメントと砂利などの骨材と砂との混合物に、水生生物に対する栄養素としてアミノ酸などを更に混入させて固化成形することが提案されているが、混入させる栄養素としては、セメント固化反応においてPHを低下させたり、固化反応により生成する微細な水和物同士の結合反応が抑制されたりすることがあり、水中生物生育培体を製造するのは困難であった。
そこで、混入するアミノ酸としてアルギニン単独の場合に限って水中生物生育培体を製造できることが知られている(例えば、特許文献1参照)。
従って、その水中生物生育培体を、水中に投入する漁礁や、テトラポット等に使用できる。
しかも、固化成形した水中生物生育培体における栄養供給骨材は、外表面を覆ってある被覆層によって、ゆっくりと時間をかけて、水中生物のために必要な栄養素が溶出してきて、水中生物の繁殖を促進させることができる。
そのために単一のアミノ酸を含んだだけの従来提案のテトラポットに比べて、水中生物の繁殖を、良好に行わせることができる。
しかも、水硬性材料の硬化反応により、多孔質材の外表面を強固に保護でき、骨材としての機能を十分に発揮させることができる。
そして、前記栄養供給骨材を、セメントと砂とに混入させる骨材の少なくとも一部に使用して固化成形することにより、強度の高いコンクリート製の水中生物生育培体を製造できる。
図1〜図3に示すように、本発明の水中生物生育培体は、多孔質材として廃棄物木片1を多数準備して、その多数の木片1に、水生生物に対する栄養素としてのフィッシュミールのソリブル4を含浸させ、そのソリブル4の含浸した木片1の外表面に、水硬性材料としてセメント6粉体を付着させて木片1中の水分を吸水させることで固化反応させ、木片1の外表面を覆う固化した被覆層2によって、木片1の外表面から栄養素が水中に溶出するのを抑制する不動化機能を備えた栄養供給骨材3を形成する。そして、前記栄養供給骨材3を全骨材の少なくとも一部として、砂5とセメント6に混入させてコンクリート材料を構成させ、そのコンクリート材料に水を添加し固化反応させてコンクリートブロック7を形成し、水中生物生育用の培体に構成する。
尚、前記脂と水溶液を分離した物を乾燥したものがフィッシュミール(魚粉)で、前記脂(魚油)と共に利用される。
前記水溶液(スティックウォーター)は、約90%が水分で、粗タンパク質10%、粗脂肪分0.30%、粗繊維質0.1%未満、粗灰分0.40%、全窒素17000mg/L、リン0.13%、PH6.1(23℃)の成分をしめすものであり、これに対し、ソリブル4は、その成分分析によれば、水分54.6%、粗タンパク質39.5%、粗脂肪2.8%、粗灰分4.7%のものや、水分60%、粗タンパク質35.8%、粗脂肪分2.5%、粗灰分4.1%の物で、これらを使用する。
前記スティックウォーターを水分約50〜60%にまで濃縮したソリブル4は、一般的には肥料に使用されたり廃棄されたりするのであるが、廃棄するには経費のかかる水処理が必要となる。しかし、ソリブル4中には、水生生物としての魚介類や藻類などの生育のための多種の必須アミノ酸や窒素(N)、リン(P)などの栄養素が多く含まれる。
そのために安価な栄養材料としてソリブル4を使用するが、単純に木片1に含浸させたものを骨材として、セメント6と砂5に混入させただけでは、PHが低下するためにセメント6の固化反応が阻害されやすい。
尚、本発明の水中生物生育培体として固化成形したコンクリートブロック7は、テトラポットのような形状以外に、図4(a)から図5(h)に示すように、漁礁や、水中構造物としての自由な形状に成形してもよい。
以下に他の実施の形態を説明する。
〈1〉 前記多孔質材としては、廃棄物としての木片以外に、間伐材を粉砕した木片や、魚粉、繊維材、海綿体等の有機質多孔体を利用する例や、活性炭、軽石等の無機多孔質体を利用してもよい。
〈2〉 前記被覆層を形成する材料としては、セメント以外に、生石灰(CaO)、漆喰など無機水硬性材料の少なくとも1種が使用でき、また、通水性を確保できるものであれば合成樹脂等の有機硬化性材料も使用できる。
〈3〉 前記栄養素としては、フィッシュミールのソリブル以外に、特定して生育させる水生生物の種類に応じて、必須アミノ酸の配合割合を調整するべく意図的に合成したものでもよい。
セメント:砂:骨材:水=1:3:6:0.5(体積比)
尚、上記骨材6中において、バラスと呼ばれる一般的な砕石と、ソリブルを含浸させた木片で漆喰などの水硬性材料により形成した被覆層で覆ったものとの比が、9:1である。
セメント:砂:骨材:水=1:3:6:0.5(体積比)
尚、上記骨材6中において、バラスと呼ばれる一般的な砕石と、ソリブルを含浸させた木片で上記被覆層で覆ったものとの比が、3:1である。
セメント:砂:骨材:ソリブル=1:3:6:0.5(体積比)
尚、上記骨材は、全てバラスと呼ばれる一般的な砕石を使用する。
セメント:砂:骨材:水=1:3:6:0.5(体積比)
尚、上記骨材6中において、バラスと呼ばれる一般的な砕石と、ソリブルを含浸させた未乾燥の木片で、且つ、被覆層で覆ってないものとの比が、1:2である。
セメント:砂:骨材:水=1:3:6:0.5(体積比)
尚、上記骨材6中において、バラスと呼ばれる一般的な砕石と、ソリブルを含浸させた未乾燥の木片で、且つ、被覆層で覆ってないものとの比が、1:1である。
セメント:砂:骨材:水=1:3:6:0.5(体積比)
尚、上記骨材6中において、バラスと呼ばれる一般的な砕石と、ソリブルを含浸させた未乾燥の木片で、且つ、被覆層で覆ってないものとの比が、3:1である。
セメント:砂:骨材:水=1:3:6:0.5(体積比)
尚、上記骨材6中において、バラスと呼ばれる一般的な砕石と、ソリブルを含浸させて乾燥させた木片で、且つ、被覆層で覆ってないものとの比が、1:2である。
セメント:砂:骨材:水=1:3:6:0.5(体積比)
尚、上記骨材6中において、バラスと呼ばれる一般的な砕石と、ソリブルを含浸させて乾燥させた木片で、且つ、被覆層で覆ってないものとの比が、1:1である。
セメント:砂:骨材:水=1:3:6:0.5(体積比)
尚、上記骨材6中において、バラスと呼ばれる一般的な砕石と、ソリブルを含浸させて乾燥させた木片で、且つ、被覆層で覆ってないものとの比が、3:1である。
上記の実施例1及び実施例2は、セメントが固化して強度も十分にあった。
比較例1は、全体が固化せずに形状が保てなく崩壊した。
従って、水の代わりに投入したソリブルがPHを低下させ、そのPH低下によって、セメントの固化反応が阻害されたものと思われる。
比較例2〜比較例6は、ソリブルを含浸した木片が、被覆層で覆われていないために、セメントの固化反応中に木片中のソリブルが溶出してきて、セメントの固化反応を阻害し、そのために、セメントの固化反応が悪く、強度が十分なく落下試験で砕けてしまった。
比較例7は、セメントが固化したが、強度が不十分で、落下試験で割れてしまった。これは、木片の混入率が低く、且つ、乾燥後の木片からのソリブルの溶出量が少なかったために、セメントが一応固化したものの、やはり、溶出ソリブルによるセメント固化反応の阻害が原因で、強度不足になったものと思われる。
また、上記実施例1のように砕石の混入割合が多くなればなるほどブロックとしての強度は上がるが、水中生物生育能が低減し、実施例2のように、木片の混入割合が多くなればなるほど、水中生物生育能は向上するがブロックとしての強度が低下する。
2 被覆層
3 栄養供給骨材
4 ソリブル
5 砂
6 セメント
Claims (6)
- セメントと骨材と砂とから固化成形した水中生物生育培体であって、
前記骨材の少なくとも一部が、多孔質材に水生生物に対する栄養素を含浸させると共に、その多孔質材の外表面を水中における前記栄養素の溶出を抑制する被覆層で覆ってある栄養供給骨材からなる水中生物生育培体。 - 前記多孔質材が有機多孔質体または無機多孔質体であり、
前記被覆層が水硬性材料からなるものである請求項1に記載の水中生物生育培体。 - 前記有機多孔質体は、木片、魚粉、繊維材、海綿体の中の少なくとも1種である請求項2に記載の水中生物生育培体。
- 前記被覆層は、セメント、生石灰(CaO)、漆喰、の中から選択されたものによって形成されたものである請求項2又は3に記載の水中生物生育培体。
- 前記栄養素は、フィッシュミールのソリブルである請求項1〜4のいずれか1項に記載の水中生物生育培体。
- 多孔質材に水生生物に対する栄養素の溶解液を含浸させた後、
その栄養素含浸多孔質材の表面に水硬性材料の粉体を接触させ、
前記栄養素含浸多孔質材に含浸した前記溶解液中の水分を前記水硬性材料に吸水させて前記水硬性材料を硬化反応させ、
前記水硬性材料の硬化反応により前記多孔質材の表面に、栄養素の溶出を抑制する被覆層を形成した栄養供給骨材を形成し、
前記栄養供給骨材を、セメントと砂とに混入させる骨材の少なくとも一部に使用して固化成形する水中生物生育培体の製造方法。
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