JP6785771B2 - 防草材及びその使用方法 - Google Patents
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Description
しかしながら、除草剤の散布は、農作物への影響の面から好ましくない。また、ポルトランドセメントを含有する防草材を振り撒いて散水して地面を被覆する方法も提案されているが、雨水とともにアルカリと6価クロムが溶出することから、農地や住宅地での使用は好ましいものではない。
特許文献1は、酸化マグネシウムと高炉スラグなどを主成分する雑草繁殖防止材を、対象とする地表面の土壌と混合して転圧して押し固めて、その上に散水して酸化マグネシウムなどの硬化層を形成する方法である。このため、施工に労力を必要とし、また、初期強度発現性が低いため、施工後の降雨で流失し易く、繁殖期の雑草を抑草する効果が低下し易い。
(1)カルシウムアルミネート及び骨材を含有してなる防草材。
(2)前記カルシウムアルミネートのCaO/Al2O3モル比が1.0〜3.0である上記(1)に記載の防草材。
(3)前記カルシウムアルミネートが、下記式で求められるガラス化率が70%以上の非晶質である上記(1)又は(2)に記載の防草材。
ガラス化率(%)=100×(1−S/S0)
(式中、Sは、粉末X線回折法によるメインピーク面積であり、S0は、1000℃で2時間加熱し、(1〜10℃)/分の速度で冷却した後における粉末X線回折法によるメインピーク面積である。)
(4)さらに、石膏を含有してなる上記(1)〜(3)のいずれか1項に記載の防草材。
(5)前記石膏が無水石膏である上記(4)に記載の防草材。
(6)前記石膏の含有量が、カルシウムアルミネート100質量部に対して40〜250質量部である上記(4)に記載の防草材。
(7)さらに、γ−2CaO・SiO2を含有してなる上記(1)〜(6)のいずれか1項に記載の防草材。
(8)前記γ−2CaO・SiO2の含有量が、カルシウムアルミネート及び石膏の合計100質量部に対して10〜90質量部である上記(7)に記載の防草材。
(9)前記骨材の含有量が、カルシウムアルミネート、石膏、及びγ−2CaO・SiO2の合計100質量部に対して100〜1000質量部である上記(1)〜(6)のいずれか1項に記載の防草材。
(10)上記(1)〜(9)のいずれか1項に記載の防草材を、防草すべき地面に敷き詰めてその上に散水して被覆する防草材の使用方法。
(11)上記(1)〜(9)のいずれか1項に記載の防草材を水で練り混ぜて、防草すべき地面に吹き付けて被覆する防草材の使用方法。
アルミナセメントよりも短時間で硬化し、その後の初期強度発現性が高い点から、溶融後に急冷した非晶質のカルシウムアルミネートが好ましく、CaOとAl2O3とのモル比(CaO/Al2O3モル比)は、1.0〜3.0が好ましく、1.7〜2.5がより好ましい。該モル比が1.0〜1.7の場合は、セメントや消石灰及び生石灰を配合する事で硬化時間をより短縮して初期強度発現性を高める事が可能である。
カルシウムアルミネートのガラス化率は、反応活性の面で70%以上が好ましく、90%以上がより好ましい。70%以下であると初期強度発現性が低下する場合がある。
ガラス化率χ(%)=100×(1−S/S0)
カルシウムアルミネートの粒度は、初期強度発現性の面で、ブレーン比表面積値3000cm2/g以上が好ましく、5000cm2/g以上がより好ましい。3000cm2/g未満であると硬化時間が長くなり初期強度発現性が低下する場合がある。
石膏の粒度は、ブレーン比表面積値で3000cm2/g以上が好ましく、5000cm2/g以上が初期強度発現性と、適正な作業時間が得られる観点から好ましい。該ブレーン比表面積値は、製造コストの理由からして8000cm2/g以下が好ましい。
本発明で使用するγ−2CaO・SiO2の製造方法は、特に限定されないが、好ましくは、(1)生石灰、消石灰、及び/または炭酸カルシウムなどのカルシウム源と、(2)酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、及び/またはボーキサイトなどのアルミニウム源との混合物を熱処理する方法などが挙げられる。熱処理温度は、特に限定されるものではなく、使用する原料によっても異なるが、通常、850〜1600℃程度、好ましくは1000〜1500℃程度が熱処理効率の面から好適である。
本発明で各成分材料を混合する混合装置としては、既存のいかなる装置も使用可能であり、例えば、傾胴ミキサ、オムニミキサ、ヘンシェルミキサ、V型ミキサ、ナウタミキサなどの使用が可能である。
上記のモルタルを吹き付ける厚さは、特に限定されるものではなく、地面の凸部で1〜3cmの厚さが好ましい。1cm以下であると均一に被覆することができにくくなるため、防草効果が低くなる場合があり、3cm以上では防草効果は高いが経済的に好ましくない。
表1に示すように、実験No.1-1〜No.1-7では、CaO/Al2O3モル比を変えたカルシウムアルミネート100質量部と、使用量を変えて混合した骨材とからなるプレミックスモルタルをJIS R 5201用型枠に充填し、その上からカルシウムアルミネートと骨材の合計100質量部に対して水を20質量部散水してモルタルを調製した。
同様に、実験No.1-8では、アルミナセメントと骨材の合計100質量部に対して骨材400質量部を混合したプレミックスモルタルに水を20質量部散水してモルタルを調製した。
なお、実験No.1-1では、比較のために、実験No.1-1〜No.1-7において骨材を使用しない場合である。これらの結果を表1に併記した。
カルシウムアルミネート:炭酸カルシウムと酸化アルミニウムとのCaO/Al2O3モル比を変えた混合物にシリカを3%加えて、1650℃で溶融して急冷したものである。非晶質、ガラス化率97%、ブレーン比表面積値5000cm2
アルミナセメント:アルミナセメント1号(デンカ社製、CaO/Al2O3モル比1.17)
骨材:糸魚川姫川産の川砂乾燥品、1.2mm篩下
水:水道水
浸透時間:20℃、相対湿度80%の室内で、直径5cm、深さ10cmの円柱型枠にプレミックスモルタルを200g充填し、その上から水を40cc注水して全ての水が浸透した時間を測定した。
硬化時間:水を浸透させて硬化させたモルタルの温度が2℃上昇した時間を測定した。
圧縮強度:JIS R 5201の三連型枠にプレミックスモルタルを充填して、その上から散水して水を浸透させて縦4cm×横4cm×高さ16cmの直方体形状の供試体を作製し、JIS R 5201に準じて材齢1日と28日強度を測定。ただし、材齢1日で脱型し、材齢28日まで20℃で気乾養生した。
表2に示すように、カルシウムアルミネートと石膏の割合を変えた、カルシウムアルミネートと石膏の合計100質量部に対して、骨材400質量部を混合したものをプレミックスモルタルとし、該プレミックスモルタル100質量部に対して水を20質量部散水してモルタルを調製した以外は実験例1と同様な試験を実施した。ここでは、圧縮強度、H.T(可使時間)及び溶出pHを測定した。結果を表2に併記した。
カルシウムアルミネート:CaO/Al2O3モル比2.2、非晶質、ガラス化率97%、ブレーン比表面積値5000cm2/g
石膏:天然無水石膏、ブレーン比表面積値5000cm2/g
H.T(可使時間):モルタルの温度が1℃上昇した時間を測定した。
溶出pH:材齢28日の圧縮強度測定後に粉砕し、粒径0.5mm以上5mm以下になるように調整した後、溶出試験用の試料とした。溶出試験は、容量1000mlのプラスチック製ビンに50gの試料と純水500gを投入し、回転速度200rpmに調整した振とう機で6時間連続振とうして、その上澄み液のpH値を測定した。
表3に示すように、カルシウムアルミネート50質量部と石膏50質量部とからなる混合物(促進材)及びγ−2CaO・SiO2の合計100質量部に対して、骨材400質量部を混合したものをプレミックスモルタルとし、該プレミックスモルタル100質量部に対して水を20質量部散水してモルタルを調製したこと以外は実験例1と同様の試験を実施した。ここでは、実験例2と同様に圧縮強度及び溶出pHを求めたほかは、上記モルタルの材齢1日の硬化体について、促進中性化の試験を行った。
また、カルシウムアルミネート50質量部とγ−2CaO・SiO250質量部の合計100質量部に対して、骨材400質量部を混合したプレミックスモルタルを使用した場合についても同様の実験を行った(実験No.3-6)。
これらの結果を表3に併記した。
γ−2CaO・SiO2:炭酸カルシウム2モル及び二酸化ケイ素1モルを混合粉砕した後、電気炉で1450℃にて3時間焼成し、炉外に取り出して自然放冷により冷却して合成した。この時ダスティングし、ブレーン比表面積値1800cm2/gまで粉化した。これをさらにブレーン比表面積値4000cm2/gまで粉砕した。
促進材:カルシウムアルミネート/無水石膏=1/1(質量比)
促進中性化:上記モルタルを使用して、縦4cm×横4cm×高さ16cmの直方体形状の供試体を作製し、材齢1日で脱型して、20℃、相対湿度60%、炭酸ガス濃度20%の環境で2週間、促進中性化を行い、圧縮強度を測定した。
促進中性化後の強度低下率(%):((気乾養生強度−促進養生強度)/気乾養生強度)×100
<試験方法>
試験に用いた地面の雑草は、予め長さ0.5cm以下に草刈機で草刈して実験に供した。
実験No.4-2、4-3、4-4では、練り混ぜ用に混合したプレミックスモルタルを、PFT社製G4連続ミキサポンプを使用して、プレミックスモルタル100質量部に対して20質量部の水を供給してフロー値200〜220mmに練り混ぜて圧送し、先端で1m3/minの圧縮空気を挿入して約1m角の地面に1cmの厚さに吹き付けて地面を被覆した。
実験No.4-5、4-6、4-7では、敷き詰め散水用に混合したプレミックスモルタルを、約1m角に2cmの厚さに敷き詰めて、その上に敷き詰めた材料100質量部に対して20質量部の水をジョウロで均一に散水した。
実験No.4-8では、酸化マグネシウム系防草材の100質量部に対して10質量部の水をジョウロで均一に散水した。
実験No.4-9、4-10では、上記実験例1で用いた細骨材を約1m角に厚さ3cmで敷き詰めて平にならし、その上にエマルジョン、又はラテックスを三倍に希釈した液を2kg散布した。
実験No.4-2:実験No.2-2で用いたカルシウムアルミネート50質量部と無水石膏50質量部の合計100質量部、フライアッシュ(テクノ中部社製II種品)100質量部、骨材400質量部
実験No.4-3:実験No.2-2で用いたカルシウムアルミネート50質量部と無水石膏50質量部の合計100質量部、γ−2CaO・SiO2100質量部、フライアッシュ(テクノ中部社製II種品)200質量部、骨材800質量部
実験No.4-4:実験No.1-8のアルミナセメント100質量部、フライアッシュ(テクノ中部社製II種品)100質量部、骨材400質部
実験No.4-6:実験No.2-2の促進材100質量部に対して骨材800質量部を混合したプレミックスモルタル
実験No.4-7:実験No.1-8のプレミックスモルタル
実験No.4-8:市販の酸化マグネシウム系防草材(山一建機社製、ジオミックス)
実験No.4-9:市販のエマルジョン:EVA系(固形分濃度20質量%、デンカ社製、デンカEVA)
実験No.4-10:市販のラテックス:クロロプレン系(固形分濃度20質量%、デンカ社製、デンカCRラテックス)
各防草効果は、試験開始3ヶ月後における雑草の生えかたで確認した(図1参照)。
その結果、実験No.4-1の未処理の所はかなり雑草が生えていたが(図1(1)参照)、本発明の実験No.4-2、4-3、4-4のプレミックスモルタルで被覆した所は、練混ぜて吹き付けた方法、及び本発明の実験No.4-5、4-6、4-7の敷き詰めて散水した方法では、いずれも雑草が生えなかった(図1(2)〜図1(7)参照)。
一方、実験No.4-8の酸化マグネシウム系防草材や、実験No.4-9、4-10のエマルジョンまたはラテックスを散布した方法では、ところどころに雑草が生えていた(図1(8)〜図1(10)参照)。
圧縮強度:敷き詰めて散水したモルタル、及び酸化マグネシウム系防草材の圧縮強度は、JIS R 5201の三連型枠にプレミックスモルタルを充填して、その上から散水して供試体を作製し、脱型後20℃・相対湿度60%の環境で養生した。なお、エマルジョンやラテックスは測定できる強度が出ないため実施しなかった。結果を表4に併記する。 フロー値:JIS R 5201に準じて測定した。
H.I(分):実験例2と同じである。
Claims (7)
- CaO/Al 2 O 3 (モル比)が1.5〜3.0であるカルシウムアルミネート、石膏、及び骨材を含有し、
前記石膏の含有量がカルシウムアルミネートの100質量部に対して40〜250質量部であり、前記骨材の含有量がカルシウムアルミネート及び石膏の合計100質量部に対して100〜1000質量部であるプレミックスモルタルからなることを特徴とする防草材。 - 前記カルシウムアルミネートが、下記式で求められるガラス化率が70%以上の非晶質である請求項1に記載の防草材。
ガラス化率(%)=100×(1−S/S0)
(式中、Sは、粉末X線回折法によるメインピーク面積であり、S0は、100℃で2時間加熱し、(1〜10℃)/分の速度で冷却した後における粉末X線回折法によるメインピーク面積である。) - 前記石膏が無水石膏である請求項1又は2に記載の防草材。
- さらに、γ−2CaO・SiO 2 を含有し、該γ−2CaO・SiO 2 の含有量が、カルシウムアルミネート及び石膏の合計100質量部に対して10〜90質量部である請求項1〜3のいずれか1項に記載の防草材。
- 前記骨材が砂である請求項1〜4のいずれか1項に記載の防草材。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の防草材を、防草すべき地面に敷き詰めてその上に散水して被覆する防草材の使用方法。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の防草材を水で練り混ぜて、防草すべき地面に吹き付けて被覆する防草材の使用方法。
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